非極性共有結合は、類似の電気陰性度を有する二つの原子が分子を形成する電子を共有する化学結合のタイプです。
このタイプの結合は、ガス種（N 2）を形成する2つの窒素原子間、およびメタンガス分子を一緒に保持する炭素原子と水素原子間で見られる、特性の異なる多数の化合物に見られます。 （CH 4）など。
メタンの非極性共有結合。CNX OpenStax、Wikimedia Commons経由
これは、化学元素が持つ特性に対する電気陰性度として知られており、これらの原子種が電子密度を互いに引き寄せ合う能力の大きさを示します。
非極性共有結合の極性は、原子の電気陰性度が0.4未満で異なります（ポーリングスケールで示されています）。0.4を超え1.7未満の場合は極性共有結合となり、1.7を超える場合はイオン結合となります。
原子の電気陰性度は、化学結合に関与しているもの、つまり、分子の一部である場合のみを表すことに注意してください。
非極性共有結合の一般的な特性
「非極性」という用語は、極性を示さない分子または結合を特徴付けます。分子が無極性の場合、2つの意味があります。
-その原子は極性結合によってリンクされていません。
-それは極性タイプの結合を持っていますが、これらはそれぞれがもう一方の双極子モーメントを相殺するような対称的な方法で配向されています。
Jacek FH、ウィキメディア・コモンズより
同様に、液相、気相、固相のいずれであっても、分子が化合物の構造に結合したままの物質は多数あります。
これが発生するのは、主に、化学反応が発生する温度と圧力の条件に加えて、いわゆるファンデルワールス力または相互作用によるものです。
これらのタイプの相互作用は、極性分子でも発生しますが、分子間を移動するとき、主に電子である素粒子の移動によって発生します。
この現象により、瞬間的に、電子は化学種の一端に蓄積し、分子の特定の領域に集中して一種の部分電荷を与え、特定の双極子を生成し、分子を互いに非常に接近させます。お互いに。
極性と対称性
ただし、この小さな双極子は、電気陰性度の差が実質的にゼロまたは完全にゼロであるため、非極性共有結合で結合された化合物では形成されません。
2つの等しい原子で構成される分子または結合の場合、つまり、それらの電気陰性度が同一である場合、それらの間の差はゼロです。
この意味で、結合を構成する2つの原子間の電気陰性度の差が0.5未満の場合、結合は非極性共有結合として分類されます。
逆に、この減算の結果が0.5から1.9の値になる場合、極性共有結合として特徴付けられます。一方、この差が1.9より大きい数になる場合は、極性の性質を持つ結合または化合物と見なされます。
したがって、このタイプの共有結合は、2つの原子間で電子を共有することにより、それらの電子密度を等しく放棄することによって形成されます。
このため、この相互作用に関与する原子の性質に加えて、このタイプの結合によってリンクされる分子種は非常に対称的になる傾向があるため、これらの結合は通常非常に強くなります。
非極性共有結合はどのようにして形成されますか？
一般に、共有結合は、1組の原子が2組の電子の共有に参加するとき、または電子密度の分布が両方の原子種間で等しくなるときに始まります。
ルイスモデルは、これらのユニオンを二重の目的を持つ相互作用として説明します。2つの電子は、関与する原子のペア間で共有され、同時に、それぞれの最も外側のエネルギーレベル（価電子シェル）を満たし、それらを許可します優れた安定性。
このタイプの結合は、それを構成する原子間の電気陰性度の違いに基づいているため、電気陰性度が最も高い（または電気陰性度が高い）元素が、互いに電子を最も強く引き付ける要素であることを知ることが重要です。
この特性は、周期表で左右方向および昇順（ボトムアップ）に増加する傾向があるため、周期表の電気陰性度が最も低いと見なされる要素はフランシウム（約0.7）です。 ）、電気陰性度が最も高いのはフッ素（約4.0）です。
これらの結合は、より一般的には、非金属に属する2つの原子間、または非金属と半金属性質の原子間で発生します。
秩序とエネルギー
より内部的な観点から見ると、エネルギー相互作用の観点から、このプロセスによってシステムのエネルギーが減少する場合、1組の原子が互いに引き付けられて結合を形成すると言えます。
同様に、与えられた条件が相互作用している原子が互いに引き合うことを支持するとき、それらはより近くなり、それは結合が生成または形成されるときです。このアプローチとその後の結合が、原子が分離された最初の配置よりもエネルギーが少ない構成に関係する限り。
原子種が結合して分子を形成する方法は、アメリカ生まれの物理化学者ギルバートニュートンルイスによって提案されたオクテットルールによって記述されます。
この有名なルールは、主に、水素以外の原子は、価電子シェルで8つの電子に囲まれるまで結合する傾向があると述べています。
これは、各原子がそのオクテットを満たすのに十分な電子を欠いているとき、つまりそれらが電子を共有しているときに、共有結合が発生することを意味します。
CO2構造の安定性を達成するには、炭素原子が各酸素原子と2つの二重結合を形成する必要があり、オクテットの規則を満たします。
このルールには例外がありますが、一般的にはリンクに含まれる要素の性質によって異なります。
非極性共有結合を形成する元素の種類
非極性共有結合が形成されると、同じ元素または異なる元素の2つの原子は、結合を形成するために利用できる最も外側のエネルギーレベルから電子を共有することによって結合できます。
この化学結合が発生すると、各原子は最も安定した電子配置を取得する傾向があります。これは、希ガスに対応するものです。そのため、各原子は通常、周期表で最も近い希ガス構成を取得しようとしますが、元の構成よりも少ないか多い電子があります。
したがって、同じ要素の2つの原子が結合して非極性の共有結合を形成する場合、これは、この結合によりエネルギーが低下し、構成がより安定するためです。
このタイプの最も簡単な例は水素ガス（H 2）の例ですが、他の例は酸素（O 2）と窒素（N 2）のガスです。
電子のペアが同じ方法で引き寄せられる2つの同一の水素原子。その結果、結合に極性がなくなります。
異なる原子の非極性共有結合
非極性結合は、2つの非金属元素または半金属と非金属元素の間に形成することもできます。
最初のケースでは、非金属元素は、ハロゲン（ヨウ素、臭素、塩素、フッ素）、希ガス（ラドン、キセノン、クリプトン）などの周期表の選択グループに属する元素で構成されます。 、アルゴン、ネオン、ヘリウム）、その他のいくつかの硫黄、リン、窒素、酸素、炭素など。
これらの例は、ほとんどの有機化合物の基礎となる炭素原子と水素原子の結合です。
2番目のケースでは、半金属は、非金属と周期表の金属に属する種の中間的な特性を持つものです。これらの中には、ゲルマニウム、ホウ素、アンチモン、テルル、シリコンなどがあります。
例
共有結合には2種類あると言えます。実際にはこれらに違いはありませんが、次のとおりです。
-同一の原子が結合を形成する場合。
-2つの異なる原子が集まって分子を形成するとき。
同一原子間
2つの同一の原子間で発生する非極性共有結合の場合、各原子の電気陰性度は実際には重要ではありません。これらは常に正確に同じであるため、電気陰性度の差は常にゼロです。
これは、水素、酸素、窒素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などの気体分子の場合です。
2つの同一の酸素原子の非極性共有結合。
異なる原子の間
逆に、それらが異なる原子間の結合である場合、それらを非極性として分類するためにそれらの電気陰性度を考慮する必要があります。
これは、メタン分子の場合であり、各炭素-水素結合で形成された双極子モーメントは、対称性の理由で相殺されます。これは、電荷の分離がないことを意味するため、水などの極性分子と相互作用できず、これらの分子や他の極性炭化水素を疎水性にします。
その他の非極性分子は、四塩化炭素（CCl 4）、ペンタン（C 5 H 12）、エチレン（C 2 H 4）、二酸化炭素（CO 2）、ベンゼン（C 6 H 6）、およびトルエン（C 7 H 8）。
二酸化炭素の非極性共有結合。
参考文献
- ベッテルハイム、FA、ブラウン、WH、キャンベル、MK、ファレル、SO、トレス、O（2015）。一般、有機、生化学の紹介。books.google.co.veから復元
- LibreTexts。（sf）。共有結合。chem.libretexts.orgから取得
- ブラウン、W、フット、C、アイバーソン、B、アンスリン、E（2008）。有機化学。books.google.co.veから復元
- ThoughtCo。（sf）。極性および非極性分子の例。thoughtco.comから取得
- Joesten、MD、Hogg、JLおよびCastellion、ME（2006）。化学の世界：エッセンシャル：エッセンシャル。books.google.co.veから復元
- ウィキペディア。（sf）。共有結合。en.wikipedia.orgから取得