2 つの塩素原子が電子を共有して安定した共有結合を形成するため、塩素は二原子原子です。この配置により、塩素分子は電子で満たされた外殻を持つことができ、個々の塩素原子よりも安定し、反応性が低くなります。
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: なぜ塩素は二原子分子なのでしょうか?
塩素は、共有結合を介して結合して安定な分子を形成する一対の原子として自然界に存在するため、二原子分子です。
塩素原子はその最外側のエネルギー準位に 7 つの電子を持っており、安定するためには追加の電子が必要です。 2 つの塩素原子が集まると、それらの最外電子を共有し、最外エネルギー準位を補い、共有結合が形成されます。
2 つの塩素原子間の共有結合は、原子が電子を平等に共有するため、非極性共有結合です。この共有電子対により、2 つの原子が対称的に配置された安定した分子が生成され、特徴的な二原子構造が得られます。
すべての元素が二原子分子として自然界に存在するわけではないことに注意してください。たとえば、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの希ガスは単原子ガスとして存在します。これは、それらがペアではなく個々の原子として存在することを意味します。
単原子塩素は存在しますか?
はい、単原子塩素は存在できますが、それは特定の条件下でのみです。通常、塩素は 2 原子分子 (Cl2) として存在します。これは、2 つの塩素原子が安定した共有結合を形成しているためです。ただし、高温低圧では、塩素分子が個々の塩素原子に解離し、単原子塩素 (Cl) が形成されることがあります。
たとえば、ガスバーナーやブロートーチなどの高温の炎では、高温により塩素分子が塩素原子に解離する可能性があります。
同様に、高層大気では、太陽放射により塩素分子が解離し、単原子塩素が形成されることがあります。
しかし、単原子塩素は非常に反応性が高く、不安定です。他の分子と急速に反応して新しい化合物を形成する可能性があるため、単離して研究することが困難になります。
さらに、通常の大気条件下では、単原子塩素の濃度は二原子塩素の濃度に比べて非常に低くなります。
塩素原子はどのように結合して二原子分子を形成するのでしょうか?
塩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。これには、2 つの原子間で一対の価電子が共有されることが含まれます。
具体的には、各塩素原子には 7 つの価電子があり、これは電子殻の最も外側の電子です。安定した配置を実現するには、各塩素原子に追加の電子が必要です。そのため、原子は電子対を共有し、各原子が電子対に電子を提供できます。
これにより、2 つの原子間に単一の共有結合が形成され、安定した塩素 (Cl2) の二原子分子が生成されます。
この共有電子のペアは 2 つの原子を保持しており、各原子は共有電子に引き寄せられ、静電力によって所定の位置に保持されます。