ポーリングの化学結合論のメカニズム

原子軌道の混成

ポーリングの化学結合論の中心となる概念は、原子軌道の混成です。
原子軌道は、原子核の周りに電子が存在する確率の高い領域を表す関数です。
混成軌道は、異なる種類の原子軌道を組み合わせて新しい軌道を作ることによって形成されます。
例えば、sp3混成軌道は、1つのs軌道と3つのp軌道を組み合わせて作られます。
混成軌道は、元の原子軌道よりも結合の方向性が強いため、より強い結合を形成することができます。

共有結合

ポーリングは、共有結合は2つの原子が混成軌道を重ね合わせて電子対を共有することによって形成されると説明しました。
共有結合における電子対は、結合に関与する2つの原子に共有されています。
共有結合は、結合に関与する原子の電気陰性度によって、極性共有結合と非極性共有結合に分けられます。
電気陰性度は、原子が電子を引き寄せる強さの尺度です。

イオン結合

イオン結合は、2つの原子の間の電子の移動によって形成されます。
電子を失った原子は正電荷を帯びた陽イオンになり、電子を得た原子は負電荷を帯びた陰イオンになります。
陽イオンと陰イオンは、静電的な引力によって互いに引き寄せられ、イオン結合を形成します。

結合の極性

ポーリングは、結合の極性を理解するために電気陰性度の概念を用いました。
電気陰性度の差が大きい原子間では、電子が一方の原子に偏って存在するため、極性共有結合が形成されます。
電気陰性度の差が小さい原子間では、電子は均等に共有されるため、非極性共有結合が形成されます。

共鳴構造

ポーリングは、いくつかの分子やイオンでは、1つのルイス構造式ではその性質を十分に説明できないことを発見しました。
このような場合、複数のルイス構造式を用いて表現する必要があります。これらの構造式を共鳴構造と呼びます。
共鳴構造は、電子の配置が異なるだけで、原子核の位置は同じです。
実際の分子やイオンは、これらの共鳴構造の重ね合わせとして表現されます。

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