楽しい高校化学（第１章

－　第１章　物質の構成－第８講　－

１－８　イオン結合とイオン結晶
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	原子と原子が結びついて、分子や化合物になるときの結合を化学結合という。化学結合には、原子間の結合の仕方の違いにより、イオン結合・共有結合・金属結合などに分けられる。第８講では、この中のイオン結合について、その仕組みと原理を調べてみよう！

１.イオン結合の仕組み

金属ナトリウムＮａを塩素ガスＣｌ₂中に入れると、激しく反応して塩化ナトリウムＮａＣｌができる。
このとき、Ｎａ原子とＣｌ原子は互いに電子をやりとりして、Ｎａ原子はナトリウムイオンＮａ⁺になり、Ｃｌ原子は塩化物イオンＣｌ^-になる。そして、両者のイオンが静電気的な引力（クーロン力）により引き合って結合する。このような陽イオンと陰イオンの結合をイオン結合という。

電子殻	殻名		Ｋ殻	Ｌ殻	Ｍ殻	Ｎ殻	価電子	性質
電子殻	収容数		２	８	１８	３２	価電子	性質
原子	非金属元素	₁₀Ｎｅ	２	８			０	安定
	金属元素	₁₁Ｎａ	２	８	１		１	電子を１個捨てたい
	非金属元素	₁₇Ｃｌ	２	８	７		７	電子が１個欲しい
	非金属元素	₁₈Ａｒ	２	８	８		０	安定

上記の説明のように、陽性の性質の強い金属元素と陰性の性質の強い非金属元素が出会うと、金属元素から非金属元素に電子が移動する。そして、それぞれの原子は陽イオンと陰イオンになり、静電気的な力（クーロン力）により結合し化合物となる。

イオン反応式	Ｎａ⁺　+ 　Ｃｌ^-　→　ＮａＣｌ
化学反応式	２Ｎａ　+ 　Ｃｌ₂　→　２ＮａＣｌ

※イオン反応式とは、イオンどうしの結合の様子を式に示したものである。
左辺には反応する陽イオンと陰イオンをイオン式で書き、右辺には生成した物質の化学式を組成式で書く。

２.マグネシウムと塩素の出会い

金属マグネシウムと塩素が出会った場合について考えてみよう。マグネシウム原子は電子を２個放出して２価の陽イオンになりたい。塩素原子は電子を１個取り入れて１価の陰イオンになりたい。この場合、マグネシウム原子１個と塩素原子２個で、電子のやりとりが起こる。

電子殻	殻名		Ｋ殻	Ｌ殻	Ｍ殻	Ｎ殻	価電子	性質
電子殻	収容数		２	８	１８	３２	価電子	性質
原子	非金属元素	₁₀Ｎｅ	２	８			０	安定
	金属元素	₁₂Ｍｇ	２	８	２		２	電子を２個捨てたい
	非金属元素	₁₇Ｃｌ	２	８	７		７	電子が１個欲しい
	非金属元素	₁₈Ａｒ	２	８	８		０	安定

上記の説明のように、Ｍｇ原子は２価の陽イオン、Ｃｌ原子は１価の陰イオンになるので、Ｍｇ²⁺：Ｃｌ^-　＝　１：２でないと上手く結合しない。マグネシウムイオンと塩化物イオンが結合した物質を塩化マグネシウムという。

イオン反応式	Ｍｇ²⁺　+ 　２Ｃｌ^-　→　ＭｇＣｌ₂
化学反応式	Ｍｇ　+ 　Ｃｌ₂　→　ＭｇＣｌ₂

３.イオン結晶

固体状態において、構成粒子が規則正しく配列されているものを結晶という。結晶のうち、イオン結合で生じた化合物は、陽イオンと陰イオンが多数結合してできている。このような結晶をイオン結晶という。
イオン結晶は、一般に融点の高いものが多い。また、イオン結晶は電気を通しにくいが、結晶を融解した液体や、結晶を水に溶かした水溶液は、構成イオンが自由に動き廻れるようになるので、電気をよく導く。
《イオン結晶には水に溶けにくいものもある。》

結晶内の粒子の配列を示したものを結晶格子といい、その最小単位の格子を単位格子という。塩化ナトリウムも塩化セシウムも上図のような単位格子が多数連なってイオン結晶となっている。
また、結晶中の１つの粒子に隣接している粒子の数を配位数といい、塩化ナトリウムの結晶格子では配位数は６個、塩化セシウムの結晶格子では配位数は８個である。

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