共有結合とイオン結合の違いとは?一瞬で見分ける裏ワザと本質を徹底解説
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結合様式の違いは、物質のマクロな物理的性質(状態変化の温度、硬さ、電気の流れやすさ)に決定的な差を生み出します。化学実験や鑑識分析においても、以下の指標を測定することで物質の結合特性を特定できます。
項目イオン結合(イオン結晶)共有結合(分子結晶)共有結合(共有結合の結晶)結合の主たる引力クーロン力(静電気力)分子間力(ファンデルワールス力)強固な共有結合の網目構造融点・沸点の傾向総じて高い(NaCl: 融点801℃)非常に低い(CO₂: 昇華点-78.5℃)極めて高い(ダイヤモンド: 融点約3550℃)固体での電気伝導性なし(イオンが固定されている)なしなし(黒鉛のみ自由電子を持ち伝導)融解液・水溶液の伝導性あり(電離してイオンが自由に移動)原則なし(HClなど酸の電離を除く)なし(水に溶けない・融解困難)外力に対する力学的性質硬いがもろい(へき開により割れる)柔らかく砕けやすい極めて硬い代表的な物質例食塩(NaCl)、酸化カルシウム(CaO)ドライアイス、ショ糖、ヨウ素(I₂)ダイヤモンド(C)、二酸化ケイ素(SiO₂)
物質の見分けにおいて特に威力を発揮するのが、「融点・沸点の比較」と「電離と水溶液の電気伝導性」の2点です。イオン結晶はプラスとマイナスが強固に結びついているため、結晶を溶かすには膨大な熱エネルギーを必要とします。さらに、固体の状態ではイオンが位置固定されているため電気を通しませんが、水に溶かしたり加熱融解させたりするとイオンが自由に移動できるようになり、極めて良好な電気伝導性を示します。これに対して分子結晶は、分子同士を結びつけている「分子間力」が非常に弱いため、室温やわずかな加熱で気化・融解します。