結晶について

質問

今新高校2年生で春休みを過ごしています。理系ということもあって化学の復習をしていました。そしてイオン結合、共有結合、金属結合については理解できたのですが、イオン結晶、共有結合性結晶、金属結晶、分子結晶の違いがわからず困っています。例えば二酸化炭素は共有結合でできるのにドライアイスは分子結晶だったり、特に分子結晶はどういうものがそうなのかがわかりません。そういう感じで整理ができず混乱しています。
まだあまり化学も深く学んでいないので、わかりやすく説明なさってくれれば幸いです。

回答No.7

noname#62864 · ベストアンサー

これまでのご回答で、丁寧な説明がなされていますが、非常に単純化すれば、「結晶の構成要素がどのような力で引き寄せられているか」ということになります。
イオン結晶：イオンがイオン結合で。
金属結晶：金属原子が金属結合で。
分子結晶：分子が分子間力で。
共有結合結晶：原子が共有結合で。

分子結晶と共有結合結晶の区別がつきにくいかもしれませんが、共有結合結晶の場合には極端な言い方をすれば結晶全体が共有結合でつながった、一つの分子になっているということになります。なお、共有結合結晶の例は少なく、よくでてくる例としてはダイヤモンドや二酸化ケイ素（石英）ぐらいでしょう。

ドライアイスは全体が巨大な二酸化炭素の分子であるわけではなく、小さな「二酸化炭素分子」が分子間力によって集まったものですので分子結晶です。氷なども同様です。
ちなみに、なぜ、CO2が分子結晶でSiO2が共有結合結晶になるかということは高校レベルでは説明困難ですので、覚えなければ仕方がありません。

回答No.6

noname#18310

まず二酸化炭素の共有結合とは、Ｏ＝Ｃ＝Ｏ　のように手をつなぎあってできる結合です。
　そして分子結晶とは、簡単なところ分子の集まりなので最初にあげているイオン結合・共有結合・金属結合とは少し違うものです。例えば、水一滴のなかには、たくさんのＨ２Ｏ分子があり、それが集まったのが分子結晶です。（ほんとは結晶じゃないので誤解のないように・・・）
　その分子結晶の中の分子同士を結ぶのが、分子間力（ファンデルワールス　力）というもので、これはわずかな電気的なプラスマイナスの差により、くっついていることになります。今回の二酸化炭素では、Ｏがマイナスの電荷をもっており、炭素がプラスの電荷をもっています。そしてプラスとマイナスは引き合うため、くっつくことになります。
つまり
　Ｏ
　∥
　Ｃ＋・・・－Ｏ＝Ｃ＝Ｏ
　∥
　Ｏ
のようにくっつき、それが集まっていったものが分子結晶＝ドライアイスです。長くなりましたが簡単に書いてますので少し大げさな表現もあります。そこは今から勉強を頑張る中で理解してもらえればと思います。

回答No.5

noname#48457

分子結晶とは
分子が、分子間力（ファンデルワールス力）によって規則正しく配列したものです。
分子とは
共有結合で生じる粒子です

分子間力は非常に弱い力なので、昇華しやすいものがあり、ドライアイス（ＣＯ２）もそうですよね。
ほかに、ヨウ素、ナフタレンなど

共有結合性結晶とは
全ての、原子が共有結合で規則正しく配列したもので、とても硬いです。
ダイヤモンド、ケイ素、酸化ケイ素、水晶（二酸化ケイ素）などがそうです。

金属結晶は
すべてが、金属結合で規則正しく配列したものです。
金属結合とは、
金属元素の価電子が自由電子として金属内を動き回り、金属元素（イオン）を結びつけているものです。
ナトリウム、鉄、アルミニウムなどがあります

回答No.4

noname#69788

分子結晶は、分子が電気的な引力で結晶になったものです。

参考URL：

http://www.geocities.jp/amy_chemistry/chemistry17.html

回答No.3

ticky

ごめんなさい、図が崩れてますね。
（さらに水晶はSiO2なので図も間違ってる。）

共有結合結晶は、すべての原子が共有結合でつながり合ってる、と思ってください。

http://www.tg.rim.or.jp/~kanai/chemist/chemlab/cry02.htm

回答No.2

ticky

共有結合は次のようなものです。
| | | |
-O-Si-O-Si-O-Si-O-Si-O-
| | | |
-O-Si-O-Si-O-Si-O-Si-O-
| | | |
-O-Si-O-Si-O-Si-O-Si-O-
| | | |
つまり、すべての原子が共有結合でつながっています。

CO2の場合、
(CO2) (CO2) (CO2) (CO2)
(CO2) (CO2) (CO2) (CO2)
(CO2) (CO2) (CO2) (CO2)
というような感じで、分子間力でつながっています。

金属結晶は、例えば銅と亜鉛を1:1で合金にしたとすると、CuZnCuZnCuZnCuZnCuZn
CuZnCuZnCuZnCuZnCuZn
CuZnCuZnCuZnCuZnCuZn
というような感じ、金属原子が並んだ状態です。
（高校では習わないけど、価電子をすべての原子で共有する形で、結合しています。金属の導電性が高いのはこれによります）

イオン結晶は、陰イオンと陽イオンが並び、静電気力で結合しています。

回答No.1

noname#52155

とりあえず，二酸化炭素の話だけ回答します．
　二酸化炭素が共有結合でできているというのは，１つの炭素原子Cと２つ酸素原子Oが共有結合して二酸化炭素CO2になっているということです．ここまでは１つの分子しか考えてません．ドライアイスはこの二酸化炭素CO2が集まって分子結晶を形成したものです．
　つまり，原子が共有結合して分子ができ，その分子が集まって固体になると分子結晶ができます．

結晶の分類を覚えるには，どのような力で集まっているかを考えるのが一番です．理系を考えているなら何故そうなるかを考える能力は必要なので訓練だと思ってがんばってください．