3.1: 分子と化合物

原子と分子

宇宙のすべては物質で構成され、物質は元素の組み合わせで構成されます。 原子は、元素のすべての特性を保持する元素の最小単位です。 たとえば、銀硬貨は銀の原子で構成され、各銀の原子は銀という元素の固有の特性を保持します。  

元素とは、化学物質の変化によって単純な物質に分解することができない、同一の原子で構成される純粋な物質です。 原子元素には、基本単位として単一の原子が含まれています。 炭素は炭素原子で構成され、ナトリウムはナトリウム原子で構成されています。 ほとんどの元素は原子元素です。 しかし、原子の組み合わせとして存在し、単一の原子として性質上検出されない元素がいくつかあります。 これらは分子元素と呼ばれます。 分子元素は、 2 つ以上の原子を結合した分子として存在します。 水素（ H₂ ）、酸素（ O₂ ）、塩素ガス（ Cl₂ ）などの二原子、または硫黄（ S₈ ）やリン（ P₄ ）などの多原子です。

分子は、化学結合と呼ばれる強い力によって結合された 2 つ以上の原子で構成されます。 分子は、 2 つ以上の同一の原子から構成されることも、 2 つ以上の異なる原子から構成されることもあります。 分子が2つ以上の異なる元素から構成されている原子で構成され、固定整数比で結合されている場合、分子も化合物になります。 例えば、水は化合物で、各水分子（ H₂O ）は 2 つの水素原子と 1 つの酸素原子を含む単位です。 グルコース分子（ C₆H₁₂O₆ ）は、炭素原子 6 個、水素原子 12 個、酸素原子 6 個を含む化合物です。

化合物は、固定された明確な比率で 2 つ以上の元素から構成される純粋な物質です。 化合物は、持っている結合に基づいて分子またはイオンに分類されます。

化合物

化合物内で原子を結合させる引力の性質によって、形成される化学結合のタイプが決まります。 金属原子と非金属原子の間で電子が完全に移動すると、逆帯電したイオンが形成されます。 イオン間の静電引力はイオン結合と呼ばれ、イオン結合によって形成される化合物はイオン化合物です。 例えば、塩化ナトリウム NaCl はイオン性化合物です。

2 つ以上の非金属原子間で電子を共有すると、共有結合が生じ、共有結合によって形成される化合物は共有結合化合物または分子化合物と呼ばれます。 共有結合は、結合原子の正電荷を持つ原子核と、原子間で共有される負電荷を持つ電子との間の引力です。

本文は 、 OpenStax Chemistry 2e 、 Section 2.6 ： Molecular and Ionic Compounds から引用したものです。

自然界では すべての物質は 特定の物理的・化学的性質を持つ 元素と呼ばれる 基本的な化学単位で 構成されています 周期表には 現在までに 確認されている元素が 118種類あります 各元素の構成単位は原子です ヘリウム ネオン 銀 白金 などの元素の中には 原子を独立した個々の単位として 存在するものもあります また 水素や 酸素 硫黄などの元素は 2つ以上の同一の原子集合を 単位として存在しています これらの複数の原子は 化学結合と呼ばれる 強い静電気力によって保持され 分子と呼ばれる 安定した単位を形成しています また 2つ以上の 異なる元素が結合して 水や果糖のような分子を 形成することもあります このように 2つ以上の 元素の原子が 化学的に一定の割合で 結合してできた分子も 化合物と呼ばれています したがって 水と果糖の分子も 化合物です 水は 水素が2つの原子と酸素が 1つの原子でできた分子です 一方 果糖は 炭素原子6個 水素原子12個 酸素原子6個を含む 分子です 化合物内の個々の原子は 化学結合によって一緒に保持され そのような分子または イオン性化合物として 形成された化合物の 種類を決定します 非金属原子が一緒に存在して 共有結合を介して 彼らの価電子を共有するときに 水のような共有結合 分子化合物は 形成されます 2つの原子間の共有電子は 電位エネルギーを下げ 個々の原子に比べて より安定な分子を作成します 塩化ナトリウムのような イオン性化合物は 金属原子と非金属原子が 一緒になることで形成されます 金属は電子を失いやすく 陽イオンになりますが 非金属は電子を得やすく 陰イオンになります このように 金属原子は 非金属原子に電子を移動させ 反対に帯電したイオン間の 静電相互作用によって イオン結合を形成します 元素が化合物を形成する能力は 自然界に存在する 物質の多様性に貢献しています