なぜヨウ素は二原子なのでしょうか? (+ 知っておくべき 3 つの興味深い事実)

安定したオクテット構成を達成するには、各ヨウ素原子が追加の電子を必要とするため、ヨウ素は二原子原子です。 2 つのヨウ素原子が結合すると、共有結合を介して 2 つの電子を共有し、安定した直鎖状 I2 分子が形成されます。

まあ、それは単純な答えでした。ただし、このトピックについては、コンセプトを明確にするために知っておくべきことがいくつかあります。

それでは早速本題に入りましょう。

説明: なぜヨウ素は二原子分子なのでしょうか?

ヨウ素は元素の形で同核の二原子分子として天然に存在するため、二原子分子です。言い換えれば、ヨウ素原子は共有結合によって互いに結合し、式 I2 の分子を形成する傾向が強いということです。

この傾向の理由は、ヨウ素原子の電子配置にあります。各ヨウ素原子は、その最外殻に 7 つの価電子を持っています。 8 つの電子からなる完全な外殻を持つ安定した電子配置を達成するために、各ヨウ素原子は別のヨウ素原子と電子を共有して共有結合を形成することができます。

この電子の共有により、2 つの原子は安定した電子配置と、別々の原子として存在する場合よりも低いエネルギー状態に到達することができます。

この互いに結合する傾向が強いため、ヨウ素原子は通常、個々の原子としてではなく I2 分子として存在します。

ヨウ素のこの二原子の性質は、ヨウ素が試薬または栄養素として一般的に使用される化学や生物学などの分野において重要な意味を持ちます。

はい、単原子ヨウ素は特定の条件下では存在できますが、比較的不安定で非常に反応性が高いです。単原子ヨウ素とは、別のヨウ素原子に結合しておらず、元素の形で単一の原子として存在するヨウ素原子を指します。

単原子ヨウ素は通常、ヨウ素分子の解離によって生成されますが、これには多量のエネルギーが必要です。たとえば、単原子ヨウ素は、I2 分子を非常に高温に加熱するか、紫外線にさらすことによって生成できます。

ただし、単原子ヨウ素は生成されると非常に反応性が高く、近くの原子または分子と迅速に反応してより安定した化合物を形成する傾向があります。

たとえば、単原子ヨウ素は水素ガスと反応してヨウ化水素 (HI) を形成したり、酸素ガスと反応して酸化ヨウ素 (I2O) を形成したりできます。単原子ヨウ素は反応性が高いため、化学反応やプロセスでは一般的に使用されません。

ヨウ素原子は共有結合を介して結合して二原子分子を形成します。共有結合は、原子が電子を共有して安定した電子配置を達成するときに発生します。

ヨウ素の場合、各原子はその外殻に 7 つの価電子を持ち、8 電子の完全な外殻を持つ安定した電子配置を達成するには追加の電子が必要です。

二原子ヨウ素 (I2) 分子では、各ヨウ素原子が共有電子対に電子を与え、その結果、2 つの原子間に単一の共有結合が形成されます。この結合は 2 つのヨウ素原子の重なり合う原子軌道によって形成され、各原子は共有結合軌道に電子を与えます。

I2 内の 2 つのヨウ素原子間の結合は比較的弱く、エネルギーを供給することによって、たとえば加熱や紫外線への曝露によって破壊される可能性があります。

結合が切れると、その結果生じる原子は非常に反応性が高く、より安定した電子配置を得るために近くの原子または分子と新しい結合を形成する傾向があります。