原子間の結合は、原子間の形態が分子を生成することが、化学結合です。今日の科学者は一般に電子は原子核の周りを回転しないことに同意していますが、歴史を通じて、各電子は別々のシェル内の原子の原子核の周りを周回すると考えられていました。
今日、科学者たちは、電子が原子の特定の領域をホバリングし、軌道を形成しないと結論付けていますが、電子の利用可能性を説明するために原子価殻が依然として使用されています。
図1：化学結合を介して相互作用する原子
Linus Paulingは、「The Nature of Chemical Bonding」という本を書いて、化学結合の現代的な理解に貢献しました。アイザックニュートン、エティエンヌフランソワジェフロワ、エドワードフランクランド、特にギルバートNルイスからアイデアを集めました。
その中で、彼は量子力学の物理学を、化学結合が作られたときに起こる電子的相互作用の化学的性質と関連付けました。
ポーリングの研究は、真のイオン結合と共有結合が結合スペクトルの端にあり、ほとんどの化学結合がこれらの両極端の間で分類されることを確立することに集中しました。
ポーリングはさらに、結合に関与する原子の電気陰性度によって制御される結合タイプのスライディングスケールを開発しました。
ポーリングの現代的な化学結合の理解への多大な貢献により、彼は「化学結合の性質の研究とその複雑な物質の構造の解明への応用」で1954年のノーベル賞を受賞しました。
生物は原子で構成されていますが、ほとんどの場合、それらの原子は個別に浮遊するだけではありません。代わりに、それらは通常、他の原子（または原子のグループ）と相互作用しています。
たとえば、原子は強い結合によって接続され、分子または結晶に編成されます。あるいは、衝突する他の原子と一時的に弱い結合を形成する可能性があります。
分子を結合する強い結合と一時的な接続を作成する弱い結合の両方が、私たちの体の化学と生命そのものの存在にとって不可欠です。
原子は、可能な限り最も安定したパターンで組織化する傾向があります。つまり、原子は、最も外側の電子軌道を完成または満たす傾向があります。
それらは他の原子と結合してまさにそれを行います。分子と呼ばれるコレクションで原子をまとめる力は、化学結合と呼ばれます。
原子間化学結合の種類
メタリックボンド
金属結合は、原子を純粋な金属物質にまとめる力です。このような固体は、密に詰まった原子で構成されています。
ほとんどの場合、各金属原子の最も外側の電子シェルは、多数の隣接する原子と重なります。結果として、価電子は原子から原子へと絶えず移動し、特定の原子のペアに関連付けられません。
図2：金属結合の図
金属は、電気を伝導する能力、低イオン化エネルギー、低電気陰性度などのユニークないくつかの性質を持っています（そのため、それらは容易に電子を放棄する、つまりカチオンです）。
それらの物理的特性には、光沢のある（光沢のある）外観が含まれ、展性と延性があります。金属は結晶構造を持っています。ただし、金属は可鍛性と延性もあります。
1900年代に、PaulDrüdeは、金属を原子核（原子核=正の核+内部電子殻）と価電子の混合物としてモデル化することによって、電子海理論を思い付きました。
このモデルでは、価電子は自由で非局在化し、可動性があり、特定の原子に関連付けられていません。
イオン結合
イオン結合は本質的に静電気です。これらは、正電荷を持つ要素がクーロン相互作用によって負電荷を持つ要素と結合するときに発生します。
イオン化エネルギーが低い元素は電子を簡単に失う傾向がありますが、電子親和力が高い元素はそれらを獲得する傾向があり、それぞれイオン結合を形成するカチオンとアニオンを生成します。
イオン結合を示す化合物は、正と負に帯電したイオンが互いに近接して振動するイオン結晶を形成しますが、正と負のイオン間に直接的な1-1相関があるとは限りません。
イオン結合は通常、水素化、または化合物への水の添加によって切断されます。
イオン結合によって一緒に保持された物質（塩化ナトリウムなど）は、水に溶解したときなどの外力が作用すると、通常は真の荷電イオンに分離する可能性があります。
さらに、固体の形では、個々の原子は個々の隣人に引き付けられるのではなく、各原子の核と隣接する価電子間の静電相互作用によって互いに引き付けられる巨大なネットワークを形成します。
隣接する原子間の引力により、イオン固体はイオン格子と呼ばれる非常に秩序立った構造になり、反対に帯電した粒子が互いに整列して、強固に結合された剛構造を作成します。
図3：塩化ナトリウム結晶
共有結合
共有結合は、電子のペアが原子によって共有されるときに発生します。原子は他の原子と共有結合して、より高い安定性を獲得します。これは、完全な電子殻を形成することによって達成されます。
最も外側の（価電子）電子を共有することにより、原子は外側の殻を電子で満たし、安定性を得ることができます。
図4：窒素分子の共有結合のルイス図
原子は共有結合を形成するときに電子を共有すると言われていますが、電子を均等に共有していないことがよくあります。同じ要素の2つの原子が共有結合を形成する場合にのみ、共有電子は実際に原子間で等しく共有されます。
異なる要素の原子が共有結合を介して電子を共有する場合、電子は、電気陰性度が最も高い原子にさらに引き寄せられ、極性の共有結合が生成されます。
イオン性化合物と比較すると、共有結合性化合物は通常、融点と沸点が低く、水に溶解する傾向が低くなります。
共有結合化合物は、気体、液体、または固体の状態になり、電気を伝導したり、熱を伝導したりしません。
水素結合
図5：2つの水分子間の水素結合
水素結合または水素結合は、電気陰性元素に結合した水素原子と別の電気陰性元素との間の弱い相互作用です。
水素を含む極性共有結合（たとえば、水分子のOH結合）では、結合電子が他の要素に向かって強く引き寄せられるため、水素はわずかに正の電荷を帯びます。
このわずかな正電荷により、水素は隣接する負電荷に引き付けられます。
ファンデルワールスへのリンク
それらは比較的弱い電気力であり、ガス、液化および固化ガス、およびほとんどすべての有機および固体液体で中性分子を互いに引き付けます。
力はオランダの物理学者ヨハネスディデリックファンデルワールスにちなんで名付けられました。
ファンデルワールス力は、分子間の分子間力の引力を定義するために使用される一般的な用語です。
ファンデルワールス力には2つのクラスがあります：弱い双極子力と強い双極子力のロンドン散乱力です。
参考文献
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