酸化アルミニウムの結晶についてです。

酸化アルミニウムの結晶の状態での電気伝導性はどうでしょうか？
また、融解すると電気伝導性はどうなるのでしょうか？

No.5 ベストアンサー 回答者： DexMachina 回答日時： 2006/11/09 19:19

No.3です。

まず、前回の回答にて、冒頭に入るべき
　　「私も、融解させた酸化アルミニウムは電気伝導性を持つようになるものと考えます。」
の一文が脱落していましたので、ここで補わせていただきます。

また、No.4の方から指摘を戴いた「融点降下」ですが、これは確かに用語の用法が適切
ではありませんでしたので、お詫びさせていただきます。

次に、「酸化アルミニウムの結合」についてですが、私はこれを「イオン結合性ではない」
という意図で回答したわけではありませんので、その点はご確認下さい。
(一文目の脱落が誤解を助長させる結果となりましたことには、弁解の余地もありません)


> 元々の質問である電気伝導性について答えるついでに答えた内容です。

とのことですが、私からは「論拠」として提示されておられるように受け取れたため、
No.3の通り回答を寄せさせていただいたものです。
(上記の理解により、「100％酢酸(液体)の電気伝導性を、酢酸水溶液の電気伝導性を
　元に論じる」のと同様の危険を感じたということです；
　データに基づいているわけではないので、この例も適切ではない可能性がありますが)

No.2でのご回答をそう読む人間もいたということで、意図をお酌み取りいただければ幸いです。

No.6 回答者： toboke 回答日時： 2006/11/11 02:26

酸化アルミニウム結晶は絶縁体と考えられますしそう思っておりましたが、どうやら高温では電子伝導性があるようです。

焼結アルミナだけでなくサファイア（単結晶）でも1200℃程度で電子伝導性によると思われる現象を検出したことがあります。抵抗値はわかりませんが、低くはないと思われます。あまり定量的な話でなくてすみません。

石英ガラス（シリカ）では同一条件でもほぼ完全に絶縁体でした。

No.4 回答者： ht1914 回答日時： 2006/11/09 14:06

＃２です。

元々の質問である電気伝導性について答えるついでに答えた内容です。イオン結合性物質は融解すれば電気伝導を示すはずだという事です。それに関連する事として融解電解を出しました。電気伝導性がなければ電解できないだろうという連想を提出しました。食塩でも融解塩では電気が流れます。液体になれば分子でない限り電気は流れると思います。

「酸化アルミニウムが共有結合性であって氷晶石はそれをイオン結合性に変えている」と書かれていますが。二酸化珪素のようなイメージなんですね。共有結合性結晶という事になります。私は初めて知りました。
二酸化珪素の場合、Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉの結合がＳｉ１つに対して４方向に伸びている構造です。Ａｌ２Ｏ３で共有結合性だとするとどういう構造になるのでしょうか。
Ａｌ－Ｏ－Ａｌの結合が６方向に伸びている事になります。でもＡｌのｏｃｔｅｔ則が成立しません。
東京化学同人の化学辞典（１９９４年）には「Ｏ２－イオンがほぼ六方最密充填に配列し、層と層との間に六角形にＡｌ３＋が入る（Ａｌの配位数は６）」とあります。これはイオンを前提とした表現です。

正直に２０００℃まで加熱して酸化アルミニウムを融かしたとします。液体になっていれば結合は切れています。電気は流れると思っているのですが。

「氷晶石を加える事による融点降下」という表現について

教科書でもこの様に書いている事がおおいです。でもこれは違うと思っています。そのためもあって食塩の例を出しています。
融点が８００℃の食塩が常温の水に溶けて溶液になる事を融点降下とは言いません。（どこかの現場で融点降下と言っているかもしれませんが混合溶液の性質として出てくる「融点効果」とは違います。）ただこの様にして出来た食塩水の融点（凝固点）は０℃以下になります。これは融点（凝固点）降下です。
融点２０００℃の酸化アルミニウムと融点１０００℃の氷晶石を混ぜて加熱します。氷晶石が先に融けます。それに酸化アルミニウムが溶けます。でもこれは融点降下ではありません。氷晶石が酸化アルミニウムを溶かす溶媒になったのです。でも酸化アルミニウムの溶けた氷晶石の融点（凝固点）は１０００℃から９００℃に下がります。これは融点降下です。
食塩水の場合、水がＮａ＋の反応の邪魔になります。仕方がないので水のない環境で液体にします。エネルギーコストがぐんと大きくなります。氷晶石は酸化アルミニウムを溶かす溶媒になる事が出来てＡｌ３＋の還元反応の邪魔はしないという優れものです。この物質を見つけたことによってＡｌの大量生産が実用化されたのでしょう。

No.3 回答者： DexMachina 回答日時： 2006/11/08 22:07

但し、氷晶石を加えることによる融点降下は、共有結合性の高い酸化アルミニウムの結合の

イオン性を高めた(＝結合の一部を切り、結合の性質を変えた)結果によるものと思いますので、
アルミ精錬が電解に依っていることを例として挙げるのには、若干問題があるように思います。

ホール・エルー法；
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9B%E3%83%BC% …
融剤；
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%9E%8D%E5%89%A4
(『鉱石の製錬時に用いる融剤』の項の最後の部分が参考になると思います)

No.2 回答者： ht1914 回答日時： 2006/11/08 21:47

酸化アルミニウムの融解電解で金属アルミニウムを取り出します。

イオン化傾向の大きい金属は全て融解塩電解です。酸化アルミニウムもイオンで出来ていますから溶ければ（融ければ）伝導性を示します。
アルミの精錬の時には融けた氷晶石Ｎａ３ＡｌＦ６（ｍｐ＝１０２０℃）に酸化アルミニウムを加えます。融解用の電気エネルギーがかなり節約されます。融点が８００℃の食塩が常温の水に溶けて溶液になるのと同じです。

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2006/11/08 20:49

酸化アルミニウムの結晶はコランダム(黄玉)。

少量のクロムを含むとルビーです。
参照ＵＲＬの様に高絶縁体です。
溶解しても(融点2050℃)絶縁性に変化はないと思います。

参考URL：http://www.kankyo.shinshu-u.ac.jp/~oishilab/stud …