イオン結合と共有結合の違いとは
身の回りのあらゆる物質は、化学結合によって結びつけられています。 化学反応などで化学結合が切れると、また原子が結合して別の分子を形成することもあります。
化学結合には、イオン結合と共有結合の 2 つの主な種類があります。 エネルギー保存則により、新しい化学結合が形成されると、化学反応によって、生成物と反応物の間に蓄えられた化学エネルギーの差にほぼ等しい量のエネルギー（通常は熱として）が放出されます。
イオン結合は、反対の電荷を持つ2つのイオンがそれらの間で電子を交換したときに形成されます（ここで、イオンとは電子を失うか得るかのどちらかをした原子のことです）。 1個以上の電子を失ったイオンは、電子よりも陽子が多くなり、正の電荷を持つことになります。 このようなイオンは陽イオン（金属）と呼ばれます。 一方、電子を獲得したイオンは、負の電荷を帯びます。 化学者はこのようなイオンを陰イオン（非金属）と呼ぶ。
イオン性化合物は通常、中性である。
イオン化合物の教科書的な例としては、食卓塩として知られる塩化ナトリウムが挙げられます。 1個のナトリウム原子は11個の陽子と11個の電子を持っていますが、その外殻（または価電子帯）には1個の電子しかありません。 塩素原子は17個の陽子と17個の電子から成り、外殻に7個の電子を持っています。 この2つの原子が反応すると、ナトリウム（電気陽性）は塩素（電気陰性）に価電子を奪われる。 さて、こうしてできた結晶構造では、1個のナトリウムイオンを6個の塩素イオンが取り囲み、1個の塩素イオンを6個のナトリウムイオンが取り囲んでいる。 さらに、それぞれのイオンは、最も近い不活性ガスに対応する完全な電子殻を持っており、ナトリウムイオンにはネオン、塩化物イオンにはアルゴン
共有結合は、原子やイオンがその外殻が占有されるように電子を共有すると形成されます。 共有結合は分子結合とも呼ばれ、同一または比較的近い電気陰性度を持つ非金属原子間にのみ形成される。 電気陰性度は、χという記号で表される化学的性質で、共有する電子のペア（または電子密度）を自分自身に引き寄せる原子の傾向を表しています
原子が形成できる共有結合の数を原子の価数と呼びます。 この特性は、他の原子との化学結合の形成に参加できる原子の電子を表します。 共有結合の代表的な例は水素分子で、外殻に1個の電子を持つ2個の水素原子から形成される。 結合の形成は熱を放出するため、発熱性である。 水素分子の場合、その形成時に放出される熱は、標準エンタルピー変化（ΔH°）として知られ、1モルあたり-435 kJである。 一方、H-H結合を切断するには、1モルあたり435 kJが必要で、これは結合強度と呼ばれる量です。
共有結合のもうひとつの典型例は塩化水素 (HCl) で、これは水素原体の一種。 塩素原子は外殻に7個の原子を持ち、水素は外殻に1個の電子を持っています。 両者は完全に結合するので、それぞれの原子が価電子帯を満たし、非常に安定な分子が形成されます。
イオン結合と共有結合の違い
- 有機化学ではイオン結合より共有結合のほうがはるかに一般的です。
- 共有結合では原子が電子を共有しますが、イオン結合では原子が電子を移動します。
- 共有結合の反応成分は電気的に中性ですが、イオン結合では両者が電荷を帯びることになります。
- 自然界では、イオン結合よりも共有結合のほうがはるかに一般的である。 たとえば、生物のほとんどの分子は共有結合しています。
- 共有結合は、同じ元素の原子間で形成できます（たとえば H2）。 しかし、イオン結合はこれができない。
- 共有結合は非金属同士の間で形成されるが、イオン結合は金属と非金属の間で形成される。
- 共有結合でできた分子は融点が低く、イオン結合の分子は融点が高くなる。 沸点についても同じ関係がある。
- 室温では、共有結合を持つ分子はほとんどの場合液体または気体であるが、イオン化合物は固体である。
イオン結合と共有結合の類似性
- どちらのタイプの結合も安定した化学物質の形成につながる。
- イオン結合と共有結合を作るには発熱反応が必要です。
- どちらの結合プロセスにも価電子が関与します。
- 電荷に関する限り、イオン結合または共有結合のどちらで分子を形成しても、結果は常に電気的に中性です。