物質の状態変化ツイート結晶は粒子どうしの結合の種類によって4つに分けることができ、構造は結晶格子の種類によって3種類に分類することができます。結晶格子の種類ごとの配位数も変わってきますので見ておきましょう。結晶によって性質も変わってきますので確認しておいてください。結晶とは固体物質の多くは原子、分子、イオンなどの粒子が規則正しく配列した状態で存在しています。このような固体を「結晶」といいます。結晶は決まった概形と融点とを持っています。非晶質とは結晶とは反対に原子や分子が規則正しく配列していない固体を「非晶質」といいます。かっこよくカタカナでいうと「アモルファス」のことです。非晶質は決まった外形をしていなくて融点も一定ではありません。熱を加えると軟化(柔らかくなり変形しやすくなること)します。プラスチックなどがそうです。結晶は構成原子や分子と結合の仕方によって性質も変わります。粒子:非金属元素の分子で構成されます。結合の種類と硬さ(機械的な性質):分子間力で結合し、柔らかく、もろい。その他の性質:融点が低く、電導性はありません。粒子:非金属元素の原子で構成されます。結合の種類と硬さ:共有結合で結合し、非常に硬いです。その他の性質:融点は極めて高く、水には溶けません。電導性は黒鉛はありますが大部分はありません。構成元素と粒子:金属、非金属どちらも構成元素となり、陽イオン、陰イオンで構成されます。結合の種類と硬さ:イオン結合で結合し、硬いですがもろいです。その他の性質:融点は高く、水に溶けやすいです。固体の状態では電導性はありませんが、液体の状態では電導性を示します。粒子:金属元素の原子で構成されます。結合の種類と硬さ:金属結合で結合し、延性(引っ張って切れずに伸びる性質)や展性(破壊されずに薄く広げることができる性質)があります。その他の性質:融点は低いものから高いものまでさまざまで、水には溶けません。電気伝導性は他の結晶に比べて一般的に高いです。結晶をつくる粒子の規則正しい空間的な立体構造(配列構造)を「結晶格子」といいます。規則正しく並んでいる結晶格子の単位構造となる配列を「単位格子」といい、結晶格子はこの繰り返しで構成されています。(「結晶格子」と教科書で索引を見ればカラーで結晶構造が見られます。)結晶中のある粒子に注目したとき、その粒子を取り囲む他の粒子の数を配位数といい、また、単位格子中で粒子の占める体積の割合を充填率(じゅうてんりつ)といいます。金属の単体では金属原子が規則正しく並んでいます。この金属原子が規則正しく並んだ金属結合でできた結晶を金属結晶といいます。3つで、ほとんどの金属は元素ごとにこのどれかの構造をとる、と考えていていいです。面心立方格子と六方最密構造は、同じ大きさの原子の球を最も密に詰め込んだ構造をしていて、最密構造と呼ばれます。この2つの結晶構造は配位数12となります。体心立方格子では配位数は8です。六方最密構造の図でよく見る六角柱は単位格子ではありません。六方最密構造の単位格子は六角柱の三分の一となりますので注意が必要です。単位格子の計算問題のところで説明しようと思いますが、六方最密構造の単位格子は長さの見方を少し変えることで面心立方格子に変換することができます。面心立方格子Aは「8分の1個分」、Bは「2分の1個分」の大きさです。\(\mathrm{Al,Cu,Au,Ag}\)体心立方格子Aは「8分の1個分」、Bは「1個分」の大きさです。\(\mathrm{Na,K,Ba,Fe}\)六方最密構造Aは「12分の1個分」、Bは「合わせて1個分」、Cは「6分の1個分」の大きさです。詳しくは結晶格子の計算問題で解説しますが、実は単位格子の1辺の長さがわかればたった1つの公式で全ての結晶格子の計算問題は答えを出すことができます。単位格子の1辺と原子半径の関係は中学の数学を使って表せるという前提が必要になっているのです。三平方の定理を使うだけなので難しくはないのですが、数学の基本が出来ていない人には難しく感じるところでもあります。説明しておきますので関係式が導けるようになっておいてください。単位格子の「1つの面の対角線上に4個の半径」が並ぶことになります。\sqrt{2}a=4r\)という関係が成り立ちます。「単位格子(立方体)の対角線上に4個の半径」が並ぶことになります。\sqrt{3}a=4r\)という関係が成り立ちます。イオン結晶の構造イオン結晶は金属結晶とは違って、大きさの違う陽イオンと陰イオンがイオン結合によって規則的に配列してできています。塩化ナトリウム型、塩化セシウム型、硫化亜鉛型の3種類の結晶格子があります。