イオン結合とイオンからなる物質

１．イオン結合

陽イオンと陰イオンは、静電気的な引力によって互いに引き合って結びつく（結合する）。この化学結合をイオン結合という。一般に、金属元素と非金属元素が結びつくときは、イオン結合になる。

例えば、NaとClが図のように結びつくと塩化ナトリウムができる。

２．イオン結晶

原子、分子、イオンなどの粒子が規則正しく並んでできた固体を結晶といい、イオン結合でできた結晶をイオン結晶という。

イオン結晶には次のような共通の性質がある

  • 陽イオンと陰イオンの静電気的な引力が強いため、融点が高い
  • イオン結合の結合力が大きいので一般に硬いが、もろくて特定の方向に割れやすい※
  • 固体のままでは電気を通さないが、融解したり、水に溶かしたりすると電気を通す

※これは力を加えることによって結晶中の粒子の位置がずれ、同種の電気を持つイオン同士が互いに向かい合うことになり、反発力が働くためと考えられる。

３．組成式

イオンからなる物質は、イオンの種類と割合を元素記号で示した組成式で表す。

例えば、塩化ナトリウム（ナトリウムイオンNa+と塩化物イオンCl-からなる）の組成式はNaClとなる。また、塩化カルシウム（カルシウムイオンCa2+と塩化物イオンCl-からなる）の組成式はCaCl2となる。

陽イオン＼陰イオン

Cl–塩化物イオン

OH–水酸化物イオン

O2-酸化物イオン

SO42-硫酸イオン

Na+ナトリウムイオン

 NaCl
塩化ナトリウム		 NaOH
水酸化ナトリウム		 Na2O
酸化ナトリウム		 Na2SO4
硫酸ナトリウム

Ca2+カルシウムイオン

 CaCl2
塩化カルシウム		 Ca(OH)2
水酸化カルシウム		 CaO
酸化カルシウム		 CaSO4
硫酸カルシウム

Al3+アルミニウムイオン

 AlCl3
塩化アルミニウム		 Al(OH)3
水酸化アルミニウム		 Al2O3
酸化アルミニウム		 Al2(SO4)3
硫酸アルミニウム

イオン結晶の組成式では、必ず次の関係式が成り立つ。

陽イオンの価数×陽イオンの数＝陰イオンの価数×陰イオンの数

なお、陽イオン（または陰イオン）の数は、下図のように相手のイオンの価数と同じになる。