化学結合

かがくけつごう

原子と原子をつなぎとめて、分子や結晶をつくる結びつき。電子を共有したり受け渡したりすることで生まれる。

水の分子は酸素原子1個と水素原子2個が、食塩の結晶はナトリウムと塩素が結びついてできています。1916年、アメリカの化学者ルイスは、二つの原子が電子を出し合って2個ひと組の対にし、共有することが結合の正体だと考えました^[1]。

なぜ電子の対で原子がつながるのかは、量子力学が生まれるまで説明できませんでした。1927年、ハイトラーとロンドンは、区別のつかない2個の電子が入れ替わる効果と、逆向きのスピンの対から、水素分子ができる仕組みを示しました^[2]。

1931年、ポーリングはこの考え方を、炭素の結合の向きなど多くの分子に広げました^[3]。電子を共有する共有結合のほか、電子を受け渡してできたプラスとマイナスのイオンが引き合うイオン結合や、金属の中を電子が自由に動き回る金属結合があります。