化学【3分でわかる】電気陰性度の定義と周期表での大小関係とその理由

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【図解】電気陰性度とは、つまるところ電子の引きつけ度合いのことです。共有結合の極性との関係性や、周期表での大小関係について、入試で出題されることがあるマリケンやポーリングの電気陰性度についても具体的かつ丁寧に解説します。解説担当は、灘・甲陽在籍生100名を超え、東大京大国公立医学部合格者を多数輩出する学習塾「スタディ・コラボ」の化学科講師です。

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電気陰性度の定義と共有結合

電気陰性度とは共有電子対を各原子が引き寄せ,自らを電気的に陰性にしようとする強さの尺度のことです。

それでは細かく解説していきましょう。

2つの原子がお互いに「不対電子」というものを出し合って「共有電子対」というペアになった電子をつくり、これを共有する事によってその2つの原子が結合することを共有結合といいます。(詳しくは共有結合に関する記事を後日執筆します。)

共有結合(不対電子と共有電子対)

それぞれの原子が共有電子対を自分の方に引っ張る強さを電気陰性度といいます。

つまり、電気陰性度が大きい原子の方が共有電子対を自分側に引き寄せます。

電気陰性度と結合の極性

電気陰性度が大きい原子の方が共有電子対を自分側に引き寄せます。

電気陰性度と共有結合

この結果、分子内において、電気陰性度が大きい原子の方に電子が片寄ることとなり、電気的な偏りが生じることになります。この偏りが「結合の極性」の原因となります。

電気陰性度と結合の極性

電気陰性度が大きい方の原子(上の図でいうと青)は共有電子対を自分の方に引っ張るため少しマイナスに帯電します【δ-(デルタマイナスと読みます)】。

反対に、電気陰性度が小さい方の原子(上の図でいうと緑)は共有電子対を他方に引っ張られているため少しプラスに帯電します【δ+(デルタプラスと読みます)】。

ちなみに、この極性が非常に強くなるとイオン結合となります。

このあたりは後々詳細に執筆します。

 

電気陰性度は周期表の右上が大きい

高校範囲で学習する電気陰性度は2種類あります。

マリケンの電気陰性度
イオン化エネルギーと電子親和力の平均値
ただし、不正確な点があるため、現在は使われていません。
ポーリングの電気陰性度
マリケンの値の不正確さを修正したポーリングの値。
東大でテーマとして出題されたこともあります。計算式は覚える必要はありません。
高校範囲での電気陰性度の数値はこのポーリングの値です。

 

電気陰性度は電子を引き付ける力の強さなので、イオン化エネルギーや電子親和力のように、周期表の右上にいくほど大きく、左下に行くほど小さくなる傾向があります

電気陰性度(周期表)

出典:http://blog.donaldo-plan.com/

以下の2点が注意点です。

希ガスは非常に安定的でそもそも他の原子と共有結合をしません。そのため、共有電子対を引き付ける力の強さである電気陰性度の定義がありません。
1族に注目したとき、水素の電気陰性度だけ異常に大きくなります。水素はそもそも電子を1個しか持っていないので、それを出してしまうと“原子核のみ”の状態で非常に不安定になってしまいます。よって、水素はその1つの電子を奪われないために、電子を引き付ける力が強く、電気陰性度が非常に高くなっています。

 

イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度・原子半径・イオン半径について

 

根本的な考え方が同じである「イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度・原子半径・イオン半径」についての他記事は以下を参照ください。

イオン化エネルギーの定義と大小関係とその理由

第nイオン化エネルギーが急激に大きくなる問題の攻略法

電子親和力の定義と大小関係とその理由

イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度の違い

原子半径(原子の大きさ)と周期表での大小関係とその理由

イオン半径(イオンの大きさ)と周期表での大小関係とその理由

 

まとめ

灘・甲陽在籍生100名を超え、東大京大国公立医学部合格者を多数輩出する学習塾「スタディ・コラボ」の化学科講師より電気陰性度の定義と周期表での大小関係の解説を行いました。しっかりと覚えておきましょう。

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