共有結合の結晶の特徴と例の覚え方を全力で編み出した!

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うも、わたなべです!

今日は共有結合の結晶などについてまとめていきたいと思います。

この辺りは非常に勘違いが多い所です。

共有結合しているからといって共有結合の結晶というわけではありません

たとえばドライアイスなんかは、二酸化炭素自体は共有結合しています。でも、実際これは分子結晶です。

 

ただ、わかりにくいのは、共有結合の結晶も、分子もSiO2だったりCO2だったりと非常に式が似ているのです!

 

この辺の理解をしつつ、最終的には裏ワザ的にこの共有結合の結晶は乗り切ってほしいと思います。

共有結合の結晶とは?

共有結合の結晶というのは、共有結合のみで結晶が完成している必要があります!原子が共有結合のみでくっつきまくっている様子です。

 

この条件としては手が4本必要になってきます。

 

つまり、基本的に14族関連の炭素、ダイヤモンド、ケイ素などです。

 

そしてSiO2も共有結合の結晶になります。

 

この理由はSi-Si結合の間にOをいれてみた構造がSiO2なのです。

SiO2を分子だと思っている人多すぎ問題

SiO2という分子だと思っている人がいますが、これは分子式ではありません。これは組成式なんです!SiとOの割合を表しているだけなのです。

 

SiO2の結晶構造

出典:https://www.quora.com/How-can-I-calculate-the-ratio-of-Si-to-O-atoms-in-SiO2-or-the-empirical-formula-of-it-based-on-its-structure

というような構造になります。

 

SiO2というのは、このSi-Siの間にO()が入った構造です。

 

を無視してみてください!普通にSiなのです!

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実際の共有結合の結晶の例

今まで、色々説明してきましたが、正味の話ですよ!こんなもの覚えておけば大丈夫なんです!(笑)

 

なぜなら出るものなんて数える程度なんです。

 

共有結合の結晶になるものさえ覚えておけば、「共有結合の結晶であるものを選べ!」みたいな問題が出ても余裕で対応できます

 

記述で問われても良いように理解もして、そして実戦的に覚えておくのも良いでしょう!(次の章で覚え方も教えます!)

 

共有結合の実際の例を挙げていきたいと思います!

ダイヤモンド(C)

ダイヤモンドは炭素からなる共有結合の結晶の代表格です。

 

共有結合の結晶(ダイヤモンド)

引用:http://bb.phys.se.tmu.ac.jp/~bb/pukiwiki/index.php?Neutron_xray_2%2FC

このようなダイヤモンドで、1つ1つの炭素を見ると正四面体構造になっています。

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黒鉛(C)

これはダイヤモンドの同素体ですが、すこし形が異なります!

ですが、黒鉛も共有結合の結晶です!

共有結合の結晶(黒鉛)

引用:http://www.phys.shimane-u.ac.jp/ohba_lab/English/crystal5.htm

共有結合の結晶

炭化ケイ素(SiC)

炭化ケイ素

引用:https://ja.wikipedia.org/wiki/

ちょっとぼやけていますが、これは、ケイ素と炭素が交互に結合している状態です。ケイ素と炭素が結合し、炭素がケイ素と結合します。

 

これが出来るのがやはり、SiもCも手が4本(価電子が4つ)どうしだからであります!

SiO2

先ほど申し上げたように、SiO2も共有結合の結晶です。

SiO2の結晶構造

出典:https://www.quora.com/How-can-I-calculate-the-ratio-of-Si-to-O-atoms-in-SiO2-or-the-empirical-formula-of-it-based-on-its-structure

そして、Si:O=1:2ゆえにSiO2という組成式になっております。

 

共有結合の結晶の覚え方

共有結合の結晶の物質はある程度限られるので覚えてしまった方がいいです。数秒で考えた語呂なので、

SiO2,Si.C,SiC(塩にしくしく)

と覚えてください!

 

 

このように共有結合の結晶というのは高校の化学ででるのが、14族までで、なかなかそれ以外は出ません!

 

なので、どのようなものかを理解した後は、「塩にしくしく」で丸暗記してしまいましょう!

 

それでは!

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