- ベストアンサー
ケイ素の黒鉛構造はない!?
こんばんは！ 大学の無機化学で疑問に思ったことがあるので質問します。 答えていただければ幸いです。。 炭素族の各元素の性質についてです。 なぜ、ケイ素には黒鉛構造がないのでしょうか？？ 価電子数が同じなので、炭素が黒鉛の構造をとるように共有結合することは間違いないと思います。 だから、混成軌道の作り方かと考えるのですが、あまり自信はありません… どうでしょうか？ お願いします。
- 化学
- 回答数3
- ありがとう数1
- みんなの回答 （3）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
かなり前のことですし、けいさんまちがいをしている可能性もあるので、計算してください。 最初に、Cの黒鉛構造について。 これは、 SP2混成軌道を形成した六角構造が無限平面を作り、上下に巨大な層状のπ電子雲が存在し、このπ電子雲が上下二層にわたって共有されていることで、結合している ことはご存知でしょう、。SP2混成軌道が存在しなければなりませんが、 シリコンでは、3S 3Pの軌道でSP2混成軌道を考えると、SP3混成軌道のほうがはるかに安定だった と記憶しています。珪酸はすべて忘れました、ご自身で計算してみてください。
その他の回答 (2)
- TEOS
- ベストアンサー率35% (758/2157)
一応 たわいごとだと聞いてくださいね、 天然に産出される、金属シリコンは外観もカーボンみたいだし、 ＳＥＭで内部構造を観察すると、多孔質のハニカム構造になってました。 産出国により構造体・不純物がまったく異なるので驚き。 普通は、これを精錬して高純度のものにして、シリコンウエハーに なるのです。 私は金属シリコンを特殊の方法で反応させて まったく別の半導体材料の原料にしてます。 なんか話がずれてるけど、私が作ってるものは、弱い配位結合に なっていると思う。結合の中心はｓｉですが。 場違いならゴメンナサイね。
- Tacosan
- ベストアンサー率23% (3656/15482)
Si に限らず高周期の元素では二重結合 (以上) を作りにくいことが知られてますので, #1 でいわれるように sp2 混成が安定しないので難しいんじゃないでしょか. 一方, ケイ酸塩では「雲母」が黒鉛と同じような構造だと思います. 「薄くはがれる」というあたりが, 黒鉛と雲母の構造の類似性を示唆しているような気がします.
関連するQ&A
- 黒鉛の炭素の価電子の状態について・・・
黒鉛は、3個の価電子を使って共有結合し、残り1個ずつの価電子が残る・・・ みたいなことが教科書などに書いてあったのですが、3個の価電子を使って 共有結合をしても価電子の数は6個で、残りの1個を入れても、価電子の数は7個 にしかならず、これでは炭素原子が安定しないのではないでしょうか？？ 拙い文章で質問がわかりづらいと思いますが、黒鉛の炭素の価電子の状態が どうなっているのか教えていただきたいです。
- 締切済み
- 化学
- 黒鉛が電気をよく通す理由
よろしくお願いします 「ダイヤモンドには塩基伝導性はないが、黒鉛は電気をよく通す。この性質の違いを、構造の違いから、説明せよ。」 答えは、 「ダイヤモンドは、価電子がすべて共有結合に使われているので、電位の不動態である。黒鉛は、炭素原子の価電子のうち一個は、平面構造にそって動くことができるので電気をよく通す。」 とあります。私はこの文の 「平面構造にそって動くことができるので電気をよく通す。」 というところがよくわからなかったのですが、 平面構造とは、横方向ということですよね。？ 層と層の間は自由電子は動かないですよね。←確認ですが…。 層と層の間は弱いクーロン力でひっぱりあっているのですよね？ では、どうして電気をよく通すのでしょうか。 自分は、今まで、層と層の間を自由電子が動き回るとか思っていたのですが… よろしくお願いします。
- 締切済み
- 化学
- スルホキシドの構造について
スルホキシドの構造について wikipediaの「スルホキシド」の項目を読んでよくわからないところがありました。 「硫黄原子からは非共有電子対も張り出しており、これも含めれば炭素に似た四面体構造をとっている。このため硫黄原子につくアルキル基が両者違うものである場合、スルホキシドはキラリティを持つことになる。」 四面体構造ということは、硫黄はsp3混成軌道ですよね。でも、そうするとどうやって酸素と二重結合するのでしょうか。π電子がないのに二重結合なんてできるのでしょうか。酸素の電子ははどういう混成軌道をとっているのでしょうか。
- ベストアンサー
- 化学
- ケイ素について
高校化学からの質問です。 １．ケイ素はダイヤモンドと同じ構造である、とありましたが、電気伝導性もある、とも書いてありました。ダイヤモンドと同じ構造ということは最外郭電子がすべて共有結合でつかわれているわけですから、移動する電子がないのに、どうして電気伝導性があるのでしょうか？ ２．無水酢酸や無水マレイン酸、無水フタル酸は－Ｏ－という構造を持っているので、エーテルと捉えてもよいのでしょうか？ ３．高級アルコールを濃硫酸を使ってエステル化すると硫酸エステルになる、とかいてありましたが、硫酸エステルの構造をみるとＲ－Ｏ－ＳＯ3Ｈとあります。この構造にエステル結合－ＣＯＯ－があるとは思えないのですが、どうしてエステルと呼ばれているのでしょうか？
- ベストアンサー
- 化学
- アミド結合の平面構造における窒素原子の電子軌道
ペプチド結合を含むアミド結合が周囲の結合からの外的束縛を受けない限りにおいて平面構造を取るということはよく知られていると思います。今回、この一般的なアミド結合における窒素原子の電子軌道をどう理解すればよいかという質問をさせてください。話を分かりやすくするため、尿素分子を例に挙げたいと思います。中央の炭素原子はsp2混成軌道を取り、隣の酸素原子と二重結合を形成するということはすぐに理解できます。私の質問はC-N結合における窒素原子の電子軌道をどう理解すればよいかということです。その前にまず尿素分子が分子全体として平面構造を取るという事実が間違いないという前提のもとでの質問となることをお伝えします。その前提に立つと、窒素原子もsp2混成軌道を取り、よって、両端の水素原子二つ、窒素原子、炭素原子は全て平面上に位置するようになるため、分子全体として全て平面上に位置すると理解したくなります。しかし、その場合、窒素原子の非共有電子対は一体どうなっているのでしょうか？sp2混成に用いられた三つの電子以外の残りの二つの電子が非共有電子対として存在するのなら、電子軌道はむしろsp3に近いテトラポッド型であって、平面型ではないような気がします。しかし、それは事実（今回の質問の前提）と異なります。あるいは、窒素原子の電子軌道にはsp2以外の軌道としてp軌道が存在し、しかもそれは窒素原子を中心に炭素原子と二つの水素原子が作る三角形平面を垂直に貫く形で存在し、そのp軌道には二つの電子が配置されている。しかし、この理解ではp軌道には一方向のスピンをもつ電子がひとつずつ順番に入っていくという考え方と矛盾するように思えます。 もうひとつの解釈の仕方は、窒素原子は実はsp3混成軌道を取っており、非共有電子対も存在するというものです。しかし、この場合、この非共有電子対と二つのN-Hシグマ結合は高速で上下に表裏をひっくり返すように位置変換しているという理解をしなければいけない気がします。これはアンモニア分子の非共有電子対と三つのN-Hシグマ結合の位置関係がちょうど雨傘をひっくり返したり戻したりするように上下に動いているのと似ていると理解すればよいと考えました。しかし、それでも高速で上下する窒素原子の非共有電子対と中央の炭素原子との関係がよく理解できません。窒素の非共有電子対が上下に裏表運動を繰り繰り返すのと同時に電気陰性度の高い酸素原子から炭素原子、そして最終的に窒素原子に至り、その非共有電子対が引っ張られることで、結局はC-N結合が回転できないようなパイ結合のようなものとして形成されているのでしょうか？ 一見単純だと思っていたのですが、考えれば考えるほど何が起こっているのか分からなくなりました。どなたかよい解釈方法をご教示いただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 化学
- シリコンのエネルギーバンドとsp3混成軌道
ダイヤモンド型の構造を取っているSi結晶についての質問です。 ダイヤモンド型をとる場合、Siは3s軌道と3p軌道で混成軌道を作って性四面体の頂点方向に軌道を向け、四方のSi原子とそれぞれ電子を共有して結合、つまり3sと3pのsp3混成軌道同士で結合性軌道を作ってそこに電子を共有しているものと考えています。 しかし、シリコンを半導体として考え、そのエネルギーバンドを考えた場合、自分のイメージではsp3混成の結合性軌道に由来するバンドまで電子がぴったり入り、禁制帯がその上にあってその上に電子の入っていないsp3混成の反結合性軌道に由来するバンドがあるように思っていたのですが、 解説などでは3s軌道と3p軌道に由来するバンドに電子が入り、その上に電子の入っていない3p軌道のバンドがあり、この価電子帯と空帯の間にバンドギャップがあるというような構造になっています。（参考URL：http://www.ee.fukui-nct.ac.jp/~yoneda/text/Lecture/Device2/data/1B.pdf） 確かにNaのバンドギャップなどを考える際など、あまりエネルギーバンドを考える際に混成軌道を考えた覚えがないのですが、ではSiのsp3混成軌道はエネルギーバンド構造を考える際にどうなっているのでしょうか？ 要約すると、結合を考える際のsp3の混成軌道の考え方と金属結晶としてエネルギーバンドを考える時のsp3混成軌道の扱いの差についての質問です。回答お願い致します。
- ベストアンサー
- 化学
- ベンゼンに結合している水素について
ベンゼンの結合は１つのp軌道と３つのsp2混成軌道から成っていて、そのうち１つのp軌道と１つのsp2混成軌道が二重結合に寄与している。と今思っています。とするとsp2混成軌道が２つ余ることとなり（電子がそれぞれに２個）一つの炭素に水素が１つ結合してると考えると電子が１個（ベンゼン全体では６個）余分なのではと考えてしまいます。 おそらく上の文は間違いだらけだと思うのですが、質問したいのはベンゼンに結合している水素はどのような結合をしているのでしょうか？ということです。 長々とすいません、よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 化学
お礼
いえいえ非常に分かりやすかったです！ 回答ありがとうございます。。