金属結合を解説する!自由電子って何?【高校化学】

代表的な結合3種類のうちの1つである金属結合

金属結合って他の結合とどう違うの?

共有結合イオン結合の解説の時にも話していたけど,基本的に化学結合は,共有結合・イオン結合・金属結合に分けられるって話したよね。

最近の入りいつもこのセリフだよね笑 コピペ笑?

…んなアホな汗 オリジナリティ溢れるこのブログのどこにコピペなど…。今日は金属結合の話をするぞい。

OK!ところで金属結合は,共有結合イオン結合とどう違うの?

3つの結合を簡単にまとめると以下の通りだ。

3つの結合の分類

共有結合 非金属+非金属の結合

イオン結合 非金属+金属の結合

金属結合 金属+金属の結合

そして,金属と非金属は次のように分類できる。

周期表から見る金属・非金属の分類

なるほど。じゃあ,金属結合っていうのは電気陰性度の小さいAという金属と,電気陰性度の小さいBという金属の結合なんだね。

その通り。共有結合イオン結合との違いは,『電気陰性度の大きい非金属』が存在しないことなんだ。
わかりやすく,共有結合と金属結合を比較してみていこう!

なんか,ニシジマって先生っぽいね。

いや,私は厳密には先生ではないよ汗 模擬試験を作ったり入試問題の解説を書いたりしてるしがない化学屋だよ…。お金がないからブログを始めたんだよ…。

ニシジマも色々大変なんだね…。

金属結合を共有結合と比較してみる

金属結合は金属同士の結合,共有結合は非金属同士の結合だよね。
金属=電気陰性度
非金属=電気陰性度
だから,
金属結合は『電子欲しくないよ』と言っている元素同士の結合で,
共有結合は『電子欲しいよ!』と言っている元素同士の結合なんだよ。

なるほど。金属結合に使われる電子ってどんな風に存在するんだろう…?

そこが金属結合のポイント!!ちょっと,下の図を見て欲しい。金属結合は原子核の周りを電子がぐるぐる回っているよね。共有結合は原子核と原子核の間に『保持』されてるよね。

NaNaの金属結合とCl:Clの様子比較の図

確かに。金属結合の方の電子はなんだか,『カチッ』と保持されている感じじゃなくて自由に動き回ってる感じだね。

その通り。この原子核からの束縛を受けなくなった電子のことを『自由電子』というよ。金属結合は自由電子によって結合しているんだ。

ほ〜ん。ところで,どうして共有結合みたいに共有電子対を間に置いてみたいな感じで結合を作らないわけ?

さっきも言った通り,金属は電気陰性度が小さい。つまり,金属元素は電子を欲しいという気持ちが非常に薄いんだよ。だから,(非金属同士の結合である)共有結合みたいに,原子核が共有電子対を保持しようとすることなく,好きなところへどんどん飛び回るようになる(=電子は周りの元素のところにもぐるぐると移動してお邪魔することになる)。

共有結合を形成する非金属は子供(電子)が好きだから『しっかり子供(電子)を見守る親』で,
金属結合を形成する金属は,子供(電子)に興味がないから『放任主義で自由に子供(電子)を遊ばせてる親』って感じだね。

Cl:Cl原子核が共有電子対を保持している様子の図(説明付き)を挿入

なるほど。金属は原子核が電子を引き留めておく力が弱いから他の金属原子のところにも「お邪魔しま〜んわにゃ。」ってできるわけですね。

金属は『電子を欲しい!』とあまり思わない元素。だから,結合に使われる電子は自由に他の金属元素に移動できる。この電子を自由電子という。

ニシジマ化学語録

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ABOUTこの記事をかいた人

ニシジマ

ゆとり世代ど真ん中に爆誕。円周率は3だと信じて疑わない。大学卒業後,予備校で勤務しており,化学を担当。主な業務は,模擬試験作成と入試解説の執筆。大学時代の専攻は物理化学であるが,難解すぎて意味があまりわからない。