無極性分子が結晶をつくる理由

質問

二酸化炭素やヨウ素は、無極性分子ですよね。
では、それらはどうして結晶となりえるのか。
また、水をはじめとする極性分子は、結晶とならないのか。

特に前者の回答をよろしくお願いします

回答No.2

DexMachina · ベストアンサー

> それらはどうして結晶となりえるのか

(主に)ファンデルワールス力(最後の1文字は漢字の「ちから」)が働くから、
だと思います；
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%83%B3%E3%83%87%E3%83%AB%E3%83%AF%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%82%B9%E5%8A%9B

極性分子の場合は、X(+)―Y(-)というように、原子の電気陰性度によって
電荷の偏り方向が固定されており、これが比較的強い結合をつくる要因に
なります。
(もちろん、強いというのは「分子間力としては」の話ですが)

一方、無極性分子の場合、(特にI2のような同原子分子では)電荷の固定的
な偏りはありませんが、瞬間的には偏りが生じています。
この「電荷の瞬間的な偏りの連続」が、無極性分子においても弱いながらも
結合をつくる要因になります。

回答No.1

psa29

水をはじめとする極性分子も結晶になります。
雪の結晶を見たことはありませんか？
雪は水が結晶になった物ですよね。
液体状態では物質は結晶にはなっていません。
クラスターと呼ばれる微結晶が存在する場合もありますが、ここでは無視しましょう。
液体をゆっくり冷却していくともっとも安定な配置に各々の分子が配列しようとします。それが結晶です。
無極性分子も極性分子も強弱はあれ、分子間力が存在しますので結晶になろうとすると思います。
しかし、分子がもっとも安定な位置に配列しようとしているときに
配列するための時間を与えないように急冷した場合は液体状態のまま分子が動けなってしまうので非晶質の物ができます。これがアモロファス金属の作り方の一例です。
また分子構造上、規則正しい配列がしにくい物（枝分かれ構造など、枝がじゃまになって規則正しく並べないなど）は結晶になりたくても規則正しく並べないので非晶質のまま凍結してしまうと思います。
本来はすべて結晶になりたい物が何らかの理由で規則正しく並べなかった物が非晶質になるという理解ではないかと思います。