- ベストアンサー
イオン結晶の単位格子と配位数について
- イオン結晶の単位格子における陽イオンと陰イオンの数を求める問題につまっています。イメージが湧かないため応用問題に対応できない状況です。
- 単位格子は体心立方格子であり、陽イオンは真ん中の球に配置され、１/８×８で立方体の角にある球は陰イオンです。それぞれの配位数は８です。
- イオン結晶の単位格子において陽イオンと陰イオンの配位数をイメージすることができません。応用問題に対応するためにはうまい方法を教えていただきたいです。
- 化学
- 回答数3
- ありがとう数5
- 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
- ベストアンサー
結晶格子を考えるときに、単体の場合と、イオン結晶の場合を区別する必要があります。 つまり、単体であれば、ただ単に球が並んでいると考えてよいでしょうが、塩の場合には、陽イオンと陰イオンの比率が1：1とは限りませんし、仮に、1：1であったとしても、陽イオンと陰イオンのイオン半径が異なりますので、その結果、1：1であっても、複数の結晶構造が可能になります。 ご質問のような結晶構造になるものとしては、CsClがあり、それは8配位になりますが、NaClは異なった結晶構造になり（教科書に図があると思います）、それは6配位です。 ちなみに、陽イオンと陰イオンがいずれも１価で8配位の場合というのは、陰イオンに対して陽イオンが８配位であるだけではなく、陽イオンに対しては陰イオンが８配位になっているはずです。そのため、8：8配位という言い方をします。 ＞ちなみにその単位格子は体心立方格子で真ん中の球は陽イオン、１/８×８で立方体の角にある球は陰イオンでした この例では、陽イオンと陰イオンの比率が1：1なので、真ん中に陰イオンをもってきても同じ形になるはずです。 ところで、ご質問に対する回答としては、「高校レベルであれば、図を見ながら、それが何配位になるかを読みとれれば十分」だと思います。それができているようですので、特に問題はないと思います。
その他の回答 (2)
1：1でないものが出題されることはないと思いますが、出てきた場合には・・・・・・ 頑張って下さい。幸運を祈ります。
お礼
はい＾＾
配位数を考えるときには、一番近く、等しい距離にある対イオンが何個あるかを考えればよいことになります。よほど特殊なものでない限り、それは高校（あるいは中学）の数学で十分に対応できると思います。 具体的には、どれか１個のイオン（たとえば陽イオン）に注目し、それと最も近そうな対イオン（たとえば陰イオン）を見つけます。あとは、三平方の定理の応用で同じ距離にある対イオン（陰イオン）を探し、数を数えます。 そうは言いながらも、これは慣れないと難しいかもしれませんね。 仕方がないので、反則気味のヒントを出します。 すなわち、陽イオンと陰イオンの数の比率が1：1のとき、配位数は４，６，８，１２のいずれかになります。 ＊４のものは高校レベルでは非常に考えにくいので、出てくることはほとんどないと思います。特に計算問題では皆無に近いと思います。 ＊１２のものは、最密構造ですが、両イオンの半径が同じ場合に限定されますので、実際のイオン結晶としては、ほとんど出てこないと思います。 ＊となると、残りは６配位と８配位だけですね。図からはわかりにくいと言うことでしたら、仕方がないのでこれは覚えてください。 どちらかというと６配位の方がよく出てくると思いますが、まあ、これは過信しない方がいいでしょう。
お礼
ありがとうございます。 これを覚えさせてもらいます＾＾ 陽イオンと陰イオンの数の比率が１：１ではない場合はどうなるんですか？
お礼
ありがとうございます。 NACLは配位数が６であるということは 陽イオンに隣接する陰イオンも、陰イオンに隣接する 陽イオンも同じく６個ずつあるという理解でいいですか？ また、単位格子中の陽イオンと陰イオンの比率 が１：１ならば配位数も同じであるという理解で よろしいですか？ ＞図を見ながら、それが何配位になるか読み取れれば十分 それがイメージできないんですよね。。 どうしたら図から読み取れるようになるのか、、、 難しいです（涙 やはり、イオン結晶の場合は覚えているだけでは 対応できないようです、、。