どうも、インターネット上で300万人以上に化学を教えて来て、メルマガでも直接1万5000人に受験化学を教えています受験化学コーチわたなべです。

 

今日は金属結晶を総まとめしていきます。受験に必要な知識の総まとめをした記事です。

まず、金属結晶とは何か? 次に単位格子の分類、

金属結晶の記事の流れ

このような順番で記事を書いていきます。以下の目次で興味のある場所から読むことができますので、今自分に必要な章を読んでみてください。

※この記事自体はサラサラっと読めますが、このページは単位格子の分類をまとめたページですので、それぞれのページに移動して読み込むことが目的としています。なのでブックマークやTwitterでつぶやいておいて後ほどじっくり少しずつ読むことをオススメします。

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金属結晶とは?

結晶はこんな感じ

結晶っていうのは、上の画像のように同じパターンの構造を規則的に繰り返しているものです。2次元ですが、結晶構造なので、3次元の立体です。

 

そして、この繰り返しパターンの立体のことを単位格子と言います。

受験化学コーチわたなべ
重要ポイント

結晶の入試問題のほとんどは、単位格子について問うものです。

↓単位格子でどういう問題が作られるのか? をまとめた記事がこちらです。

入試に出る結晶の単位格子の計算問題を完全にまとめちゃった!

金属結晶の性質まとめ

金属結晶の性質のほとんどは自由電子が影響しています。

展延性

金属結合の展延性を確かめ

金属結合はよく伸びます。アルミホイルってまさに展延性のたまものです。金属結晶は自由電子が柔軟に動くことができるので、自由自在に伸ばすことができます。イメージは、粘土(自由電子)にビー玉(原子)を埋め込んでいるような感じです。

金属結合をビー玉でイメージしてみた

これを叩けば、

金属結合の展延性を確かめ

粘土が自由自在に動いて

金属結合は叩いたら伸びる

伸びます。

熱電気伝導性

熱も電気も自由電子が伝えていきます。

金属の自由電子の流れ

このように電圧が加わると、正極の方に自由電子が流れていきます。また、熱も

金属の熱伝導性

原子が熱振動することで自由電子が原子と衝突し、自由電子が運動エネルギーを持って低温部分へ流れていきます。すると低温部分の原子に衝突して、低音部の原子も熱振動をし始めます。

 

自由電子によって、熱振動も伝わるので金属は熱を伝えます。

金属光沢

金属の金属光沢

金属は磨けば光ります。これは、自由電子が光を反射してい我々人間の目に光が入射するから、光ってるように見えるんですよ。

金属結晶の単位格子はこの3つ!

重要ポイント

金属結晶は、体心立方格子と面心立方格子と六方最密構造の3つ!

単位格子で問われるのは、この5つのみです。

  • 単位格子内の原子数
  • 配位数
  • 原子半径と単位格子の一辺の関係式
  • 密度
  • 充填率

金属の結晶は、体心立方格子と面心立方格子と六方最密構造の3つに分類されます。そして、この3つの結晶の単位格子の計算が非常によく出題されます。

 

入試でもかなり重要な分野なので、必ず1つずつマスターしてください。ちなみに、1つ1つしっかり学ぶべき重いテーマなので、それぞれ別ページで詳しく解説していきます。

 

自分が今悩んでいる単位格子から学んでみてください。

体心立方格子

体心立方格子

出典:wikipedia

体心立方格子は、体の中に原子がある単位格子と名前のまんまですね。もっとも簡単な金属結晶と言えるでしょう。

面心立方格子

面心立方格子

出典:wikipedia

このような面の中心に原子があるのが面心立方格子です。

六方最密構造

六方最密構造

その名の通り、もっとも密度が大きい構造です。

最後に

いかがでしたか? いろんな記事への目次的な記事だったので、ここまでたどり着いている人は少ないかもしれません。

 

ですが、それぞれが非常に重たいテーマだったので、この記事だけで完結することなく、他のページに譲りました。

 

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ABOUTこの記事をかいた人

受験化学コーチわたなべ

浪人の夏休みまで死ぬほど勉強したにも関わらず偏差値50を割ることも。そんな状態から効率よく化学を学び化学の偏差値を68まで爆発的に伸ばした。その経験を塾講師としてリアル塾で発揮するも、携われる生徒の数に限界を感じ化学受験テクニック塾を開講。 自己紹介の続きを読む。