４　共有結合の物質ｈ

【分子からなる物質】

分子からなる物質の性質

　分子はいくつかの原子が〔　共有結合　〕によって結合してできた粒子である。分子からなる物質は分子を構成粒子とした物質で，分子どうしは〔　分子間力　〕によって集まっている。分子間力は比較的〔　弱　〕い結合なので，一般に，イオンからなる物質に比べると，分子からなる物質の融点，沸点は〔　低　〕い。

分子結晶

　分子からなる物質の結晶を〔　分子結晶　〕という。多数の分子が〔　分子間力　〕によって規則正しく配列している。分子間力は弱い結合なので，分子結晶は融点が低い。特に二酸化炭素，ヨウ素，ナフタレンなどは分子間力が弱いので，〔 昇華 〕しやすい。

氷（水の結晶）

　氷は水分子が分子間力により集まってできた結晶である。水分子H₂Oは，折れ線形の立体構造をもつため，分子全体で電子のかたよりがみられる極性分子である。また，水分子にはH−Oの結合が存在するため，水素結合が生じる。液体の水が固体の氷に変化するとき，水分子1個あたり4個の水分子と水素結合によって引き合う。氷の結晶はすき間の多い正四面体の構造をとっている。そのため，次のような通常の分子ではみられない特異的な性質をもっている。

通常の物質の密度（体積あたりの質量g/cm³）は液体よりも固体の方が大きいが，水は液体の方が固体よりも大きい（通常の物質では，固体を液体に入れると固体は沈むが，氷は水に浮く）水が氷になると，体積が1割増え，密度が約1割減少する。密度は4℃のとき最大で1.00g/cm³となる。

【共有結合の結晶】

　多数の原子がすべて共有結合で結合した構造の結晶を〔　共有結合の結晶　〕という。分子は，H₂OやCO₂などのように，いくつかの原子が共有結合してできた粒子である。共有結合の結晶は，分子と同じように原子が共有結合によって結合しているが，原子の数が多いので〔　巨大分子　〕とよばれる。共有結合の結晶には，〔　ダイヤモンド　〕，〔　黒鉛　〕，〔　ケイ素　〕，〔　二酸化ケイ素　〕などがある。

主な共有結合の結晶

　ダイヤモンドと黒鉛は共に炭素の〔　同素体　〕である。ダイヤモンドは炭素原子が4個の価電子（最外殻電子）すべてを用いて他の炭素原子4個と共有結合している。そのため，〔　正四面体　〕構造がいくつも重なり合った結晶となり非常に硬くなる。一方，黒鉛は3個の価電子を用いて他の炭素原子3個と共有結合している。そのため，平面で炭素6個が〔　正六角形　〕構造を形成して，その平面構造がいくつも重なり合った結晶となる。平面構造どうしは互いに弱い〔　分子間力　〕によって結合しているため，ダイヤモンドよりも柔らかい結晶と

なる。また，黒鉛は炭素原子が価電子を1個余らせている。この余った価電子は自由に動くことができるので，〔　電気伝導性　〕を生じる。

ケイ素Siはケイ素原子がダイヤモンドと同様の構造をした結晶である。二酸化ケイ素はケイ素原子Si 1つと酸素原子O 2つが繰り返し結合し，ダイヤモンドのような結晶となる。

【高分子化合物】

　多数の小さな分子が結合して大きな分子になったものを〔　高分子化合物　〕という。このときの小さな分子を〔　単量体　〕，単量体が多数結合してできた高分子を〔　重合体　〕という。また，単量体が多数結合して重合体になる反応を〔　重合　〕という。

ポリエチレン

　多数のエチレンが結合（重合）すると〔　ポリエチレン　〕ができる。この場合，単量体が〔　エチレン　〕，重合体が〔　ポリエチレン　〕である。ポリエチレンは,包装フィルムやバケツなどの材料に使用される。

エチレンCH₂＝CH₂は二重結合をもち，エチレンのように二重結合をもつ分子は，二重結合が開いて（結合が1本切れて），それが次々と結合して高分子になる重合を特に〔　付加重合　〕という。

ポリエチレンテレフタラート

この場合，2種類の分子間からH₂Oのような小さな分子がとれて，残りが結合することによって高分子ができる。この重合を特に〔　縮合重合　〕という。