分子内力

分子内力（ラテン語のintra-「内部」に由来）は、分子を構成する原子を結合させる力です。^{[1]分子内力は、分子間の相互作用を支配する}分子間力よりも強力です。^[2]

古典的なモデルでは、関与する原子間の電荷分離の程度によって区別される、イオン結合、共有結合、金属結合の3つの主要な化学結合の種類が特定されています。^[3]形成される結合の特性は、構成原子の特性、つまり電気陰性度によって予測できます。それらは結合エンタルピーの大きさが異なり、結合強度の尺度であるため、化合物の物理的および化学的特性にさまざまな影響を与えます。イオン特性の%は、結合原子の電気陰性度の差に正比例します。^{[説明が必要]}

イオン結合は、結合形成に関与する原子の1つ以上の価電子の完全な移動と近似することができ、その結果、静電力によって陽イオンと陰イオンが結合する。^[4]イオン結合の電子は、2つの原子間の電気陰性度の差が大きい（通常1.9以上）ため、主に2つの構成原子のうちの1つの周囲に見られる傾向がある（電気陰性度の差が大きいほど結合が強くなる）。これは、一方の原子が他方の原子に電子を与えるとよく説明される。^{[5]このタイプの結合は、通常、} NaClのナトリウムと塩素のように、金属と非金属の間で形成される。ナトリウムは塩素に電子を与え、正に帯電したナトリウムイオンと負に帯電した塩化物イオンを形成する。

真の共有結合では、電子は結合する2つの原子間で均等に共有されます。電荷の分離はほとんどまたはまったくありません。共有結合は、通常、2つの非金属間で形成されます。共有結合にはいくつかの種類があります。極性共有結合では、電子は2つの原子のいずれかの周囲に存在する可能性が高く、非極性共有結合では、電子は均等に共有されます。同核 二原子分子は完全に共有結合しています。共有結合の極性は各原子の電気陰性度によって決まり、したがって極性共有結合は、部分的な正の端から部分的な負の端に向かう双極子モーメントを持ちます。 ^[6]極性共有結合は、電子が1つの原子から別の原子に完全に移動されることも、均等に共有されることもない中間的なタイプを表します。

金属結合は一般に純金属または金属合金内で形成されます。金属電子は一般に非局在化しており、その結果、正の原子核の周りに多数の自由電子が形成され、電子海と呼ばれることもあります。

二重結合と三重結合における炭素と酸素の結合長さの比較。

結合は、原子がより低いエネルギー状態を達成できるようにすることで形成されます。自由原子は結合した原子よりも多くのエネルギーを持ちます。これは、結合形成中にいくらかのエネルギーが放出され、システム全体がより低いエネルギー状態を達成できるためです。結合長、つまり結合形成に関与する 2 つの原子間の最小分離距離は、核間方向に沿った反発力と引力によって決まります。^[3] 2 つの原子が近づくにつれて、正に帯電した核が反発し、原子を押し離そうとする力が生じます。2 つの原子がさらに離れると、引力が働いてそれらを引き戻します。このようにして平衡結合長が達成され、結合の安定性を測る良い指標となります。

分子内力は生化学の分野で極めて重要で、生物学的構造の最も基本的なレベルで作用します。ジスルフィド結合などの分子内力は、タンパク質やDNAに構造を与えます。タンパク質は、分子内力によって形作られ、一緒に保持されるため、その構造を形成します。これらの分子の構造の主な源は、タンパク質の基礎を形成するアミノ酸残基間の相互作用です。 ^{[7]同じタンパク質の}残基間の相互作用によってタンパク質の二次構造が形成され、ベータシートとアルファヘリックスの形成が可能になります。これらはタンパク質にとって重要な構造であり、アルファヘリックスの場合はDNAにとっても重要な構造です。

• 化学結合
• 分子間力