受験化学コーチわたなべダイヤモンド型結晶の問題解法!覚えるべき事4選!ツイートシェアはてブ2LINEPocketダイヤモンド型結晶の問題は意外と扱い方をわかっていない人が多いです。いうのも、面心立方格子だったり、体心立方格子だったり、他の単位格子よりも繰り返し単位がわかりにくくなっているからです。引用:コトバンク今までの体心立方格子や面心立方格子よりも規則性が難しいのです。ダイヤモンド構造は難しいと思われがちです。ダイヤモンド構造の画像が2パターンくらいあって、どのように見れば良いのか?というのがわかりにくいのです。引用:http://bb.phys.se.tmu.ac.jp/~bb/pukiwiki/index.php?Neutron_xray_2%2FCこれもダイヤモンド構造である。いうことが受け入れられない人も多いです。この辺りの立体的な物がとらえられない人が多く居ます。ここら辺をきっちり意識していきましょう!まず、ダイヤモンド型構造は、単位格子の1辺1辺の中点を結んでいくと、8分割出来ます。これを、8分割してこの8つの部屋に1つおきで原子を放り込んでいきます。8分割されたとこを見てみると、このように下のようになります。この部分を見ると、正四面体構造を表します。基本的にダイヤモンド型構造になるのは、14族元素が共有結合結晶をしている場合がほとんどです。引用:http://www.geocities.ws/yoshihitoshigihara/elec4.htmこのように、原子がそれぞれ正四面体構造を示します。(※これをsp3混成軌道と言ったりしますが、大学で学んでください)ダイヤモンドダイヤモンド型なんですからそりゃあもちろんダイヤモンドもダイヤモンド型結晶です。引用:https://www.jsps.go.jp/j-grantsinaid/31_result/rikou/img/20_sunada_b.gifこのように、左が単位格子で、右がそれがどんどん組み合わさっていく様子です。氷も結晶化するとダイヤモンド型になります。このようにOの周りに4方向の結合があります。このOのまわりの4本の手は、実態は正四面体方向に伸びているのです。それを無理やり平面にならべたものをフィッシャー投影式と言います。水のOは本当は、正四面体方向に手が伸びているのです。普通、物質の三態で体積は、気体>液体>固体となりますよね。水だけは、気体>固体>液体で、固体が液体より体積が大きくなるのです。引用:http://hiro55913.blog45.fc2.com/blog-entry-476.htmlこのようになります。水以外の物質は分子間でファンデルワールス力のみがはたらきます。水の場合は、H-O-Hが沢山分子があれば、H-O-HのOと別の分子のH-O-HのOとHが水素結合します。この緑の線が水素結合を表します。この水素結合でくっついているHとOの結合を含めてダイヤモンド型構造になっているのです。これが氷の最も最適な状態なのです。ご覧の通り、『ダイヤモンド型構造』というのは中に空洞がありますよね。空洞の中に水分子が入れば体積が小さくなるのです。この氷を溶かして水に戻すとこの空洞の中に水分子が入り込んでいきます。液体の方が固体より体積が小さくなります!SiやSiO2など出典: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-structureOがなければ、Siだし、OがあればSiO2です。これもきっちりダイヤモンド型構造ですね!共有結合の結晶の物は結構ダイヤモンド型構造が多いです!ZnS(硫化亜鉛)出典wikipediaこのように硫化亜鉛はイオン結晶でありながら、ダイヤモンド型構造を取ります。ダイヤモンド型構造はどんな問題がでるのか?まあこれは、ダイヤモンドに限らず結晶構造系の問題はだいたいこいつらがでます。合計で単位格子内には、8個の原子があります。密度は、単位に着目すれば余裕でわかります。密度と言うのは、ですので、これを分子と分母にわけて求めれば良いです。分子のgを求めたいですが、gがそのまま与えられる事は無いので、gが含まれている単位である、モル質量(g/mol)を用います。molが邪魔なので、molを消しますが、molは与えられていないので、molが含まれているアボガドロ定数の逆数で掛けると次のような単位になります。g/個になりますので、個を掛ければgになります。原子間距離と単位格子の関係この原子間距離は非常に重要です。充填率を求めるときにも非常に重要になってきます。ダイヤモンド型構造の場合、ほとんどの場合『原子半径』は与えられません。『単位格子の1辺の長さ』から原子半径を求めていけば良いです。これについて動画でまとめました。充填率とは何か?について詳しく知りたい方はコチラの記事からご覧下さい。5秒で充填率の求め方を理解!公式なんて要らない!まとめ受験化学コーチわたなべダイヤモンドの結晶構造は結晶の分野でもなかなか出やすい分野です。結晶の分野はもはや聞かれる事はほとんど決まっていますので、恐れるに足らず!優等生の森長君ダイヤモンドが終わったら、次は黒鉛との違いですよね!ダイヤモンドと黒鉛は同素体で、結構性質も違いますのでこれも整理しといた方が良いですよね!受験化学コーチわたなべさすが森長君!その通り!ダイヤモンドと黒鉛の違いについてはよく記述問題で問われるので、これも必ず抑えておかないとダメなんだ!ダイヤモンドと黒鉛の違いの記述はこの2つを外すな!で確認しよう!わたなべのお知らせ!化学基礎ツイートシェアはてブ2LINEPocketfeedlyコメントを残すコメントをキャンセル【暗記不要】水が絡んでくる半反応式の書き方はこうやれ!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!RECOMMENDこちらの記事も人気です。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。浪人時に化学の偏差値を爆上げした経験から塾講師として活躍。塾で教えていた時に感じたカリキュラムへの違和感や、もっと多くの人の成績をあげられるようにしたいと決意し、大学3年生の時に「化学受験テクニック塾」を開設。