イオン結晶、分子結晶、金属結合の結晶、共有結合の結晶のそれぞれの結晶の結合がおわっている部分、というか結晶の表面の部分はいったいどうなっているのでしょうか?
どの結晶も果てしなく結合がつづいていくような気がして・・・
  教えてください!!本当に調べようもなくて困っています!!!

A 回答 (3件)

結晶にも端があります。

結晶の端の「状態」と結晶の内部の「状態」は異なっています。
この「状態」という言葉は若干抽象的ですが,例えば,原子と原子の間隔であったり,原子の並びかた,であったりします。

一般的な金属の結晶であれば,結晶内部に比べて結晶の端(一般的には表面といいます)の原子間隔は広がります。
この表面層の厚みは,数原子層程度です。

シリコンなどの共有結合結晶では,表面で特殊な原子の配列をとるようです。

検索エンジンで,「表面構造」「シリコン」などを入れれば,詳細に解説したサイトが出てくると思います。
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この回答へのお礼

大変大変、お礼が遅れてしまって・・・申し訳ございません・・大変わかりやすい説明をしていただいてありがとうございます!!今高2で、無理だと言われている大学を受けるため必死なのです。これからも協力していただけたらうれしいです!!!

お礼日時:2002/10/26 09:35

直接回答になってませんが、


例えば化学の教科書でありがちなNaClで食卓にある食塩をみると四角いあれね。
あれは何個かの集まりだけど・・・。
単結晶のあつまりと考えれば界面ちゅうか結晶の端があってもいいよな気がしますが?
実際の金属などのモノは多結晶の訳ですし、結晶の粒界は存在してる訳なので端はたくさんありますよ~。(氷砂糖と角砂糖のちがい)
と考えてみてはいかが?
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この回答へのお礼

お礼が遅れまして・・ごめんなさい!!これからも変な質問をするとは思いますがよろしくおねがいします!!

お礼日時:2002/10/26 09:38

分子結晶と共有結合の結晶はしりません。



一般に結晶表面は.不純物が集まって.変な電子配置になって安定しています。純粋な金属の場合には.クラック等の中途半端な位置に金属の電子雲が移動して安定名状態となります。金はかってに原子が隣に移動して安定な位置になると言う場合もあります。
不純物がアルト.たとえば.酸素がちょっとあれば.表面にOで酸化膜が作られ.この結果安定します。また.水があれば.-OHで表面が覆われ水酸化膜になります。

界面科学関係の本か半導体関係の本を読むと分かるかと思います。
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この回答へのお礼

お礼が遅れてしまってごめんなさい!!!大変わかりやすい説明をありがとうございます!!!!早速、界面科学関係の本を探してみることにします!!!

お礼日時:2002/10/26 09:41

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あとは、ちょっとズルいやり方ですが…
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●分子結晶
分子からなる物質の結晶。
●共有結合の結晶
結晶をつくっている原子が共有結合で結びつき、
立体的に規則正しく配列した固体。
結晶全体を1つの大きな分子(巨大分子)とみることもできる。

堅苦しい説明で言うと、こうなりますね(^^;
確かにこの2つの違いは文章で説明されても分かりにくいと思います。

>共有結合の結晶は原子で出来ている
先ほども書いたように「原子で出来ている」わけではなく、
「原子が共有結合で結びついて配列」しているのです。
ですから二酸化ケイ素SiO2の場合も
Si原子とO原子が共有結合し、この結合が立体的に繰り返されて
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参考書の表現が少しまずかったのですね。
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下に共有結合の結晶として有名なものを挙げておきます。

●ダイヤモンドC
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正四面体状に次々と結合した立体構造を持つのです。
●黒鉛C
C原子の4個の価電子のうち3個が次々に他のC原子と共有結合して
正六角形の網目状平面構造をつくり、それが重なり合っています。
共有結合に使われていない残りの価電子は結晶内を動くことが可能なため、
黒鉛は電気伝導性があります。
(多分この2つは教科書にも載っているでしょう。)
●ケイ素Si
●炭化ケイ素SiC
●二酸化ケイ素SiO2

私の先生曰く、これだけ覚えていればいいそうです。
共有結合の結晶は特徴と例を覚えておけば大丈夫ですよ。
頑張って下さいね♪

●分子結晶
分子からなる物質の結晶。
●共有結合の結晶
結晶をつくっている原子が共有結合で結びつき、
立体的に規則正しく配列した固体。
結晶全体を1つの大きな分子(巨大分子)とみることもできる。

堅苦しい説明で言うと、こうなりますね(^^;
確かにこの2つの違いは文章で説明されても分かりにくいと思います。

>共有結合の結晶は原子で出来ている
先ほども書いたように「原子で出来ている」わけではなく、
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もしくはイラスト内で右クリック「図の書式設定」を選択
「レイアウト」を選択して「四角」か「外周」を選択します。

四角(S) 選択した文字列を囲む四角い境界線ボックスを囲むように文字列を折り返します。
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>あと、分子結晶は、例を覚えておいたほうがいいのですか?
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Q塩化ナトリウムの結晶

塩化ナトリウムの結晶について以下の3つ質問します。

(1)単結晶の塩化ナトリウムがあつまり多結晶になるのか。

(2)この多結晶について自然科学の専門書等に詳しく載っているか、あるいは研究されているか。

(2)この多結晶の界面(単結晶同士の境目)を結晶粒界と呼び、この界面が多結晶の物性に影響を及ぼすのか。

 自分は大学時代、金属工学について学びましたが、学科は機械科で物質や化学系の学科ではなかったので、金属以外の塩化ナトリウムのようなイオン結晶となる物質について詳しくありません。
 自分なりにウェブで調べましたが塩化ナトリウムについての研究はほとんどが単結晶であり多結晶状態で調べられているものはなかったので、質問しました。的はずれの質問かも知れませんが回答お願いします。

 ちなみに金属のほとんどは多結晶状態で存在し、その単結晶の界面である結晶粒界はその金属の物性と密接に関係しています。ウィキペディアでの多結晶の定義や結晶粒界の定義はおそらく金属工学の立場から見たものようだったので、他分野(固体物理学?)でイオン結合や共有結合で構成された結晶を研究している人から見ると、

 "多結晶"や"結晶粒界"という言葉は使わない、あるは定義していない。("多結晶"や"結晶粒界"をウィキペディアに載っている説明で定義しても、イオン結合や共有結合の結晶から構成される多結晶の物性とその結晶粒界は単結晶ほど注目するものでもないため)

 と思ったのですが? 

塩化ナトリウムの結晶について以下の3つ質問します。

(1)単結晶の塩化ナトリウムがあつまり多結晶になるのか。

(2)この多結晶について自然科学の専門書等に詳しく載っているか、あるいは研究されているか。

(2)この多結晶の界面(単結晶同士の境目)を結晶粒界と呼び、この界面が多結晶の物性に影響を及ぼすのか。

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Aベストアンサー

普通の「塩化ナトリウム」として販売されている試薬はたけっしょうです。
電子顕微鏡で観察してください。四面体の小さな結晶が大きな結晶の表面に付着していますので。

研究はされています。ただ、無機の多結晶の研究は主に戦前に行われていたので、入手は困難でしょう。

「多結晶」「結晶粒界」という言葉は使います。ただ、単結晶のほうが多結晶の場合とは異なる挙動を示すので研究の対象になりやすいです。
「粉末X線かいせき」法による結晶構造のどうのこうの、は多結晶の状態を調べたものですから。普通の状態が多結晶なので、「多結晶」と明記しないのです。ただ、単結晶に対して特に区別する必要があるときにだけ使う言葉ですから。

共有結合のぶしつの場合には、有機物が多いです。有機物の「多結晶」とか「単結晶」とか「結晶」とか良く問題になるのが、高分子関係です。こちらは、無機の「多結晶」とか「結晶粒界」の意味とは別の意味で使っているときがあります。この関係は、高分子の本を読んでください。非晶質に対して結晶類似の言葉を使っています。ただし、無機のような厳密な結晶では有りません。X線関係では結晶にしないと構造が測定できません。かなりの数の報告があります。こそう反応の反応解析等に使われます。

普通の「塩化ナトリウム」として販売されている試薬はたけっしょうです。
電子顕微鏡で観察してください。四面体の小さな結晶が大きな結晶の表面に付着していますので。

研究はされています。ただ、無機の多結晶の研究は主に戦前に行われていたので、入手は困難でしょう。

「多結晶」「結晶粒界」という言葉は使います。ただ、単結晶のほうが多結晶の場合とは異なる挙動を示すので研究の対象になりやすいです。
「粉末X線かいせき」法による結晶構造のどうのこうの、は多結晶の状態を調べたものですから。...続きを読む

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ミクロ的にみると顕微鏡レベルですが金属同士を接合する場合、金属の表面にデコボコがあり実は密着していないです。
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また、例えば、多くの金属は酸化皮膜を表面に形成していることが多いので、金属同士の接合にはなりません。
単純に金属と金属だと思っていても、実はその間に非金属の原子・分子や他の結合様式のものが存在しているので、接合することは出来ないですね。

古典的な手段ですが、金属の表面を平坦に仕上げて、ある程度の加熱と加圧を与えて拡散接合することはできます。
これは電子ではなく、原子が固体内で拡散する現象を利用したものですが、やはり気体分子は邪魔になるので真空が必要になってきます。

更に、高真空中で表面の酸化皮膜を除去して接合すると、仰るような接合(イメージは少し違いますが…)が可能になってきます。
20年程前に自分で調べて文献で読んだことがありますが、必要な高真空が宇宙空間並みだった記憶がありますね。

Q微結晶性樹脂とは

微結晶性樹脂とは何なのか。非結晶性樹脂と何が違うのか。と、言ったことについて質問を受けました。
私の認識としては、
 高分子材料=組織中で結晶化している部分と結晶化していない部分が共存
 微結晶:高分子組織のモデル上で結晶組織が集まっている部分
 結晶性高分子:高分子組織全体の領域の内、結晶領域の割合が多いもの。
 非晶性高分子:高分子組織全体の領域の内、非晶領域の割合が多いもの。
です。
高分子材料は結晶性か非晶性かによって分類されるかと思うのですが、微結晶性樹脂とはどちらに属するものなのでしょうか?
また、結晶性か非晶性かのどちらかに属するとして、その中で微結晶性であることでどのような差異が生じるのでしょうか?

これらのことについて述べられている書籍等ありましたらあわせて教えていただけるとありがたいです。

Aベストアンサー

「微結晶性樹脂」聞いたことの無い表現です。
質問者がどういう関連でbeleagueredさんに聞いたか興味有るところです。

<高分子(樹脂)材料は結晶性か非晶性かによって分類される>ので、
「微結晶性樹脂」という表現は「結晶粒が特別に小さい」または「大きな
結晶粒ができ難い」樹脂と言う意味の可能性が有ります。

前者の「結晶粒が特別に小さい」は、樹脂に造核剤を添加し、結晶化を速め
樹脂の成形サイクルを短縮する為に使われます。微結晶の数は多くなりますが
サイズは小さくなります。急冷した場合と同じ様な効果を持ちます。

後者の「大きな結晶粒ができ難い」は、本来結晶性の樹脂の分子鎖中に
結晶化を阻害する要素を組込み込んだ(または置換えた)ものです。
例えば、透明ポリアミド(ナイロン)が有ります。
http://www.daicel-evonik.com/products/manufacture/cleanness/index.html

質問者が、前者、後者、それ以外の意味、または勘違いから聞いているのかを
判断する必要があります。


認識<結晶性高分子:高分子組織全体の領域の内、結晶領域の割合が多いもの。
 非晶性高分子:高分子組織全体の領域の内、非晶領域の割合が多いもの。>
は必ずしも正確とは言えません。

結晶性か非晶性かは、基本的には分子鎖の立体規則性と阻害性から定まるもので、
結晶領域の大小で線を引かれる性質のものでは有りません。
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/4060473.html

結晶化する傾向を持つ高分子でも、結晶化条件や添加剤によっては結晶化度が低く
非晶の様に見える時があります。よく混同される点です。下記を参考にしてください。
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/4489786.html
正しいのはNo.1の方で、「結晶部分が有意なだけ存在するか否か」が問題です。
例えば、結晶の融解ピークとして観察される程の微結晶もできない、分子振動が
非晶域と結晶域の違いを示さない、等が非晶です。
No.2はいわゆる誤れる俗説です。

結晶化し易さから、低結晶性や高結晶性という区別が使われる時があります。
立体規則性の高いPPは結晶性ですが、立体規則性が低下すると結晶化し難くなり、
いわゆる低結晶性PPとなります。立体規則性が完全に失われたアタクチックPP
は結晶化しません。


<微結晶性樹脂とはどちらに属するものなのでしょうか?>
は結論として、字義通りに解釈すれば結晶が有るので結晶性樹脂となります。

「微結晶性樹脂」聞いたことの無い表現です。
質問者がどういう関連でbeleagueredさんに聞いたか興味有るところです。

<高分子(樹脂)材料は結晶性か非晶性かによって分類される>ので、
「微結晶性樹脂」という表現は「結晶粒が特別に小さい」または「大きな
結晶粒ができ難い」樹脂と言う意味の可能性が有ります。

前者の「結晶粒が特別に小さい」は、樹脂に造核剤を添加し、結晶化を速め
樹脂の成形サイクルを短縮する為に使われます。微結晶の数は多くなりますが
サイズは小さくなります。急冷した場合と...続きを読む

Q金属元素と非金属元素の結合は必ずイオン結合になりますか?

金属元素と非金属元素の結合は必ずイオン結合になりますか?

Aベストアンサー

いいえ。
何事にも、原則と例外というものがあります。

白と黒というのははっきりと区別ができますが、「灰色」は白と黒どちらに分類したらよいでしょう。灰色の度合いにもよりますよね。
また、イオン結合と共有結合との差というのはこのようなもので、「実際の原子間の結合」は灰色なのです。その灰色の度合いが白に寄っているのか黒に寄っているのかです。

代表的な金属―非金属間の結合はイオン結合だと言えます。
金属の中でも金属らしい性質を持った陽性の高い元素と、
非金属の中でも非金属らしい性質を持った陰性の高い元素とのあいだの結合のばあいです。

しかし、陽性があまり高くない金属―非金属の結合のばあい、共有結合的な性質を帯びてきます。
たとえば塩化亜鉛の低い融点は共有結合的な性質の表れだと見られます。

このほかにも、配位結合という共有結合の一種で分子を作る金属もあります。
Ni(CO)4やFe(CO)5がありますし、錯イオンでは[Fe(CN)6]^2+(や3+)などがあります。

Q今、亜硝酸ナトリウム(NaNO2)の単結晶を作っています。

今、亜硝酸ナトリウム(NaNO2)の単結晶を作っています。

やっている方法としては・・・
亜硝酸ナトリウムの粉を蒸留水に溶かし、それを冷やして再結晶させて単結晶を作っています。
購入時の亜硝酸ナトリウムは不純物が多少含まれており、再結晶して生成した単結晶は髪の毛みたいな線状の結晶がいくつか重なり合った物になりました。そこで2回、3回と再結晶を繰り返し、不純物を取り除き、2回、3回亜硝酸ナトリウムを再結晶させて作った粉を蒸留水に溶かして単結晶を作った結果、1回目のような線状の単結晶にはなりませんでしたが厚さの薄い長方形のような形をした単結晶がいくつかできました。
もう少し横にだけ大きくなるのではなく、縦にも横にも大きく太ってくれれば(立方体のような)いいのですが・・・うまくいきません。

どうしたらいい亜硝酸ナトリウムの単結晶を作ることができますか??教えてください??

Aベストアンサー

結構時間が掛かりますが、
1.大きい結晶を「種」とする。
2.純度の高く細かい結晶を底に敷く。
3.温度は変化させず、撹拌もしない。蓋をして温度を一定に保つ。容器は保温材で何重にもくるんで、熱勾配は小さくする。
4.できれば種の方を少しだけ低温にする。意識せずに低温になる程度の「微少」な差が良い。
で、あとは神のみぞ知る。(笑)
しばしば種は吊しますが…、好みですね。

Q分子結晶と金属結晶

第一族の水素原子は分子結晶を、
ナトリウム原子は金属結晶をつくりますが
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Aベストアンサー

同じ1族でも水素原子は特別です。

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一方Naは11個の電子をもち、最も外側のM殻には1個しか電子がありません。M殻は8個で安定なので、Naは電子を1個放出してNa+になります。そして放出された自由電子により金属結晶をつくるのです。

つまり、最も内側のK殻が2個で一杯になるなるという特殊性により、H原子は他の1族原子とは性質が違うわけですね。


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