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限界半径比の問題について(高校化学)
はじめて「教えて！ｇｏｏ」で質問をするため、 聞き方など至らないところがあったら申し訳ありません。 ご指摘いただければと思います。 よろしくお願いします。 解き方そのものというよりも、解答の仕方についての質問です。 問題集に載っていた東工大の問題で(何年の問題かは不明です) 結晶格子の大問があり、 前半がイオン結合について、 中盤が結晶格子から限界半径比を求める問題 という感じで誘導されていて 最後に 「隣り合う異なるイオン種同士は互いに接していなければならないとした場合、 右図のような(ＣｓＣｌ型の結晶格子の図が載っています)構造をとり得ない塩は次のうちどれか」 (1)ＫＣｌ (2)ＲｂＣｌ (3)ＣｓＣｌ (4)ＫＢｒ (5)ＲｂＢｒ (6)ＣｓＢｒ (7)ＣｓＩ K+ 0.138nm Rb+ 0.149nm Cs+ 0.170nm Cl- 0.181nm Br- 0.196nm I- 0.220nm と数値が与えられています。 誘導に従うとＣｓＣｌ型の限界半径比をその前で√３－１≒０．７３ と求めているので、 それぞれのr+/r-を求めると ＫＢｒのみが０．７３を下回りＣｓＣｌ型を取ることができない ことがわかります。 私もここまでは同じなのですが、 参考書などの知識から、ＫＣｌやＲｂＢｒはＮａＣｌ型を、ＲｂＣｌも常温でNaCl型低温でCsCl型をとると知っていたのですが、 誘導どおりにとくと解答には含めません。 こういう場合、ＫＣｌなどを解答にいれると間違いでしょうか？ また、これまでは単純に限界半径比の条件に見合っている場合より配位数の多い構造をとると思っていたのですが、 改めて問題に出され、計算してみると一概にそうも言えないのだなと感じました。 それについて少しネットで調べていたところ、 とあるサイトに r(K+)/r(Cl-) = 1.52/1.67 = 0.91。ここからだとCsCl構造をとりそうなものであるが、 実際はNaCl型構造をとる。 これは実はK-Cl間の結合に若干「共有結合」の性質が入りこんでいるためである（詳細には触れない） とありました。 この詳細に触れようとすると、高校化学の範囲から大きく逸脱してしまうのでしょうか？ 理解できるものなら、理解してしまってすっきりしたいと感じているのですが 難しいでしょうか。 大変長い質問になりましたが、ご教示くだされば幸いです。 よろしくお願いします。
- miina2525
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院試の無機化学の問題としてもかなりの学生は返答できないでしょう。
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お礼
早速の回答、ありがとうございました(*^-^*) doc_sunday さんの他の方への回答もよく拝見していて、 いつも大変お世話になっています。 ありがとうございます。 >K-Cl間の結合に若干「共有結合」の性質が入りこんでいるためである（詳細には触れない） に関しては、院試の問題レベルなのですね。 では、あまり深く考えないことにします(^-^) 問題文の揚げ足とりてきな細かい質問になってしまうかと思うのですが… 答案として書く場合は、 問題文に「右図のような(CsCl型の結晶格子の図が載っています)構造を『とり得ない』塩は次のうちどれか」 とあり、 他のKCL、RbBr、RbClは、CsCl型をとり得るが、実際はとらずにNaCl型であるだけなので、 KBrのみを書くべきということで大丈夫でしょうか。 重ねてお答えいただければ幸いです。