第7章化学結合と分子の形
Key Concepts and Summary重要な概念とまとめ
Covalent bonds form when electrons are shared between atoms and are attracted by the nuclei of both atoms. In pure covalent bonds, the electrons are shared equally. In polar covalent bonds, the electrons are shared unequally, as one atom exerts a stronger force of attraction on the electrons than the other. The ability of an atom to attract a pair of electrons in a chemical bond is called its electronegativity. The difference in electronegativity between two atoms determines how polar a bond will be. In a diatomic molecule with two identical atoms, there is no difference in electronegativity, so the bond is nonpolar or pure covalent. When the electronegativity difference is very large, as is the case between metals and nonmetals, the bonding is characterized as ionic.
原子間で電子が共有され、両方の原子核から引き付けられると、共有結合ができる。無極性共有結合では、電子は等しく共有される。極性共有結合では、一方の原子が他方より強く電子を引き付けるため、電子は不均等に共有される。化学結合の電子対を原子が引き付ける能力を、その原子の電気陰性度という。2原子の電気陰性度差によって、結合がどのくらい極性をもつかが決まる。同じ原子2個からなる二原子分子では、電気陰性度差がないため、結合は無極性共有結合となる。金属と非金属の間のように、電気陰性度差が非常に大きい場合、結合はイオン結合と特徴付けられる。
Chemistry End of Chapter Exercises章末問題
Exercises 11–22練習問題 11–22
Exercise 11問題 11
Why is it incorrect to speak of a molecule of solid NaCl?
固体NaClの「分子」という表現が正しくないのはなぜか。
Solution解き方
NaCl consists of discrete ions arranged in a crystal lattice, not covalently bonded molecules.
NaClは結晶格子に配列した個々のイオンからなり、共有結合した分子からなるわけではない。
Exercise 12問題 12
What information can you use to predict whether a bond between two atoms is covalent or ionic?
2原子間の結合が共有結合かイオン結合かを予測するために、どのような情報を使えるか。
Exercise 13問題 13
Predict which of the following compounds are ionic and which are covalent, based on the location of their constituent atoms in the periodic table:
構成原子の周期表上の位置に基づき、次の化合物のうち、どれがイオン結合性で、どれが共有結合性かを予測せよ。
(a) Cl2CO
(a) Cl2CO
(b) MnO
(b) MnO
(c) NCl3
(c) NCl3
(d) CoBr2
(d) CoBr2
(e) K2S
(e) K2S
(f) CO
(f) CO
(g) CaF2
(g) CaF2
(h) HI
(h) HI
(i) CaO
(i) CaO
(j) IBr
(j) IBr
(k) CO2
(k) CO2
Solution解き方
ionic: (b), (d), (e), (g), and (i); covalent: (a), (c), (f), (h), (j), and (k)
イオン結合性：（b）、（d）、（e）、（g）、（i）。共有結合性：（a）、（c）、（f）、（h）、（j）、（k）。
Exercise 14問題 14
Explain the difference between a nonpolar covalent bond, a polar covalent bond, and an ionic bond.
無極性共有結合、極性共有結合、イオン結合の違いを説明せよ。
Exercise 15問題 15
From its position in the periodic table, determine which atom in each pair is more electronegative:
周期表上の位置から、次の各組でどちらの原子の電気陰性度が大きいかを決めよ。
(a) Br or Cl
(a) Br または Cl
(b) N or O
(b) N または O
(c) S or O
(c) S または O
(d) P or S
(d) P または S
(e) Si or N
(e) Si または N
(f) Ba or P
(f) Ba または P
(g) N or K
(g) N または K
Solution解き方
(a) Cl; (b) O; (c) O; (d) S; (e) N; (f) P; (g) N
(a) Cl; (b) O; (c) O; (d) S; (e) N; (f) P; (g) N
Exercise 16問題 16
From its position in the periodic table, determine which atom in each pair is more electronegative:
周期表上の位置から、次の各組でどちらの原子の電気陰性度が大きいかを決めよ。
(a) N or P
(a) N または P
(b) N or Ge
(b) N または Ge
(c) S or F
(c) S または F
(d) Cl or S
(d) Cl または S
(e) H or C
(e) H または C
(f) Se or P
(f) Se または P
(g) C or Si
(g) C または Si
Exercise 17問題 17
From their positions in the periodic table, arrange the atoms in each of the following series in order of increasing electronegativity:
周期表上の位置から、次の各組の原子を電気陰性度が小さい順に並べよ。
(a) C, F, H, N, O
(a) C, F, H, N, O
(b) Br, Cl, F, H, I
(b) Br, Cl, F, H, I
(c) F, H, O, P, S
(c) F, H, O, P, S
(d) Al, H, Na, O, P
(d) Al, H, Na, O, P
(e) Ba, H, N, O, As
(e) Ba, H, N, O, As
Solution解き方
(a) H, C, N, O, F; (b) H, I, Br, Cl, F; (c) H, P, S, O, F; (d) Na, Al, H, P, O; (e) Ba, H, As, N, O
(a) H, C, N, O, F; (b) H, I, Br, Cl, F; (c) H, P, S, O, F; (d) Na, Al, H, P, O; (e) Ba, H, As, N, O
Exercise 18問題 18
From their positions in the periodic table, arrange the atoms in each of the following series in order of increasing electronegativity:
周期表上の位置から、次の各組の原子を電気陰性度が小さい順に並べよ。
(a) As, H, N, P, Sb
(a) As, H, N, P, Sb
(b) Cl, H, P, S, Si
(b) Cl, H, P, S, Si
(c) Br, Cl, Ge, H, Sr
(c) Br, Cl, Ge, H, Sr
(d) Ca, H, K, N, Si
(d) Ca, H, K, N, Si
(e) Cl, Cs, Ge, H, Sr
(e) Cl, Cs, Ge, H, Sr
Exercise 19問題 19
Which atoms can bond to sulfur so as to produce a positive partial charge on the sulfur atom?
硫黄原子が部分的な正電荷をもつように硫黄と結合できる原子は、どれか。
Solution解き方
N, O, F, and Cl
N、O、F、Cl。
Exercise 20問題 20
Which is the most polar bond?
最も極性の強い結合はどれか。
(a) C–C
(a) C–C
(b) C–H
(b) C–H
(c) N–H
(c) N–H
(d) O–H
(d) O–H
(e) Se–H
(e) Se–H
Exercise 21問題 21
Identify the more polar bond in each of the following pairs of bonds:
次の各組の結合について、極性がより強いほうを示せ。
(a) HF or HCl
(a) HF または HCl
(b) NO or CO
(b) NO または CO
(c) SH or OH
(c) SH または OH
(d) PCl or SCl
(d) PCl または SCl
(e) CH or NH
(e) CH または NH
(f) SO or PO
(f) SO または PO
(g) CN or NN
(g) CN または NN
Solution解き方
(a) HF; (b) CO; (c) OH; (d) PCl; (e) NH; (f) PO; (g) CN
(a) HF; (b) CO; (c) OH; (d) PCl; (e) NH; (f) PO; (g) CN
Exercise 22問題 22
Which of the following molecules or ions contain polar bonds?
次の分子またはイオンのうち、極性結合を含むものはどれか。
(a) O3
(a) O3
(b) S8
(b) S8
(c)
(c)
(d)
(d)
(e) CO2
(e) CO2
(f) H2S
(f) H2S
(g)
(g)
bond length
結合長
distance between the nuclei of two bonded atoms at which the lowest potential energy is achieved
結合した2つの原子の原子核間の距離で、位置エネルギーが最小になる距離。
covalent bond
共有結合
bond formed when electrons are shared between atoms
原子間で電子を共有することによって形成される結合。
electronegativity
電気陰性度
tendency of an atom to attract electrons in a bond to itself
結合中の電子を原子が自分のほうへ引き付ける傾向。
polar covalent bond
極性共有結合
covalent bond between atoms of different electronegativities; a covalent bond with a positive end and a negative end
電気陰性度の異なる原子間の共有結合。正の端と負の端をもつ共有結合。
pure covalent bond
無極性共有結合
(also, nonpolar covalent bond) covalent bond between atoms of identical electronegativities
電気陰性度が同じ原子間の共有結合。nonpolar covalent bondともいう。