こんにちは。
今回は、同素体の中でも最重要といっても過言では無い炭素の同素体を紹介します。炭素の同素体は、メインは「ダイヤモンドと黒鉛」です。
この問題は、いろんな出題の仕方があります。ダイヤモンドと黒鉛の違いを記述せよ と言われることもありますし、ダイヤモンドと黒鉛の構造が出題されたりします。
しっかり最後まで読んでみてください。
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※この記事だけなら２〜３分で読み終えられますので、自分が弱いところを確認してそこを重点的に勉強していってください
目次
炭素の同素体の種類と性質
炭素・ダイヤモンド・フラーレン
性質を表で比較していきます。
| 黒鉛 | ダイヤモンド | フラーレン | |
|---|---|---|---|
| 化学式 | C（化学式） | C（組成式） | C60,C70（,C80） |
| 色 | 黒色 | 無色透明 | |
| 構造 | 炭素の六角形からできる層がファンデルワールス力で結合 | 正四面体構造が連続 | C原子がサッカーボール型に結合 |
| 性質 | やわらかい もろい 電気をよく通す 光沢あり |
極めて硬い 電気を通さない |
ナノテクノロジーに利用 |
最頻出：黒鉛とダイヤモンドの違い
この黒鉛とダイヤモンドの違いが、炭素の同素体の中でも一番よくでます。
- 硬さと強度の違い
- 電気伝導性
また、これがわかるだけではダメです。
って言う人もいれば、
と文字数が変わることがあります。文字数が少ないときは、ただただ違いを話せばいいだけですが、100文字の時は、なぜ違いが生じるのか？ の理由も書かなければなりません。詳しくはこちら
炭素の同素体の定番の計算問題
ダイヤモンド型構造の計算問題
引用：http://bb.phys.se.tmu.ac.jp/~bb/pukiwiki/index.php?Neutron_xray_2%2FC
このダイヤモンド型構造は、実はダイヤモンドだけじゃ無いんですよ。ダイヤモンド型構造を取るのはケイ素や二酸化ケイ素などの共有結合の結晶だけでなく、氷のような分子結晶もダイヤモンド型の構造をとるのです。
ダイヤモンド型構造でも、『単位格子内の原子の個数』『密度』『原子間距離』『充填率』が出題されます。金属結晶だけでなく、ダイヤモンド型構造でもこれらが問われた時に解けるようにしておかないといけません。
フラーレンの面心立方格子の計算問題
サッカーボール型のフラーレン
この球体の分子は、分子同士がファンデルワールス力で分子結晶を作ります。すると、
このように、分子結晶が「面心立方格子」を作ります。この面心立方格子の計算問題が入試問題に出題されます。
こちらの記事で、フラーレンのみを取り上げてみました。なので、ぜひ読んでみてください。
最後に
てな訳で、ダイヤモンドと黒鉛とフラーレンについてまとめてみました。かなり入試に出るポイントを凝縮して押さえてみましたので、ぜひとも１つ１つできるようにしてください。
また、このブログでは、このような、入試に出る問題に着目する『受験化学』のテクニックを扱っています。また、ブログだけでなくメルマガでもブログでは書けない受験テクニックを公開しています。
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