化学結合を知ることは、化学元素の原子がどのように相互作用して最も多様な物質を形成するかを知ることと同じです。化学結合は、他の原子と容易に相互作用しない希ガスの研究からよりよく理解されました。
希ガス (原子の大部分が価殻に 8 個の電子を持つ元素) が他の元素と相互作用しない理由の研究により、いわゆる安定性理論またはオクテット理論が生まれました。次のように述べられています。
「原子が安定するには、原子価殻に 8 個または 2 個の電子がなければなりません。」
注: ヘリウム元素は希ガスですが、その価電子殻には 2 つの電子しかありません。
希ガスのこの特性に基づいて、化学結合の存在を理解することができます。化学結合は、不安定で次のような特性を持つ元素の原子間で形成されるためです。
電子を受け取る傾向: 非金属に典型的。
電子を失う傾向: 金属に典型的。
電子を失ったり得たりする傾向: 水素の特徴。
原子間に存在できる化学結合の種類を確認してください。
金属と非金属、金属と水素など、電気陰性度の高い原子と電気陽性度の高い原子の間で起こる化学的相互作用。
イオン結合中、原子の 1 つによる電子の損失と、その結果として他の原子による電子の獲得が常に発生します。イオン結合を表す 2 つの古典的な方法を参照してください。
ルイス電子式:イオン単位の原子間の電子の消失と各原子の価電子殻に存在する電子を示す表現。
以下のような、電気陰性度の高い原子間で起こる化学的相互作用。
非金属から非金属へ。
水素を含む非金属。
水素には水素。
共有結合中、電子は参加している原子間で共有されます。これは、どの原子の側でも電子が失われることがないことを意味します。共有結合を表す 3 つの古典的な方法を参照してください。
分子式：共有結合物質の分子単位を構成する各元素の原子の数を示します。例を参照してください。
構造式: 分子単位の各原子間に存在する結合の種類を示す表現。つまり、シグマ結合 (単結合としてよく知られている) のみが存在するか、シグマ結合とパイ結合 (単結合としてよく知られている) が存在するかどうかを示します。二重結合または三重結合として)。たとえば、水では、酸素と各水素の間の結合はシグマです。
ルイス電子式: 分子単位の原子間の電子の共有と、各原子の価殻に存在する電子を示す表現。
注:共有結合の特定のケースは、安定した原子が、安定性を達成するためにまだ 2 つの電子を必要とする別の原子に結合するときに発生します。この状況は、配位共有結合または配位共有結合と呼ばれます。
これは、高い電気陽性率を持つ単一金属の原子間で起こる化学的相互作用です。このため、金属原子は電子を失い、カチオンを形成する傾向があります。これらの電子は、最終的に「電子の海」の中でカチオンを凝集させます。