Question

おと

単位格子がよく分かりません。
問題の図1が単位格子のようなのですが、図2が単位格子なのでは？と思ってしまいます。
なぜ図1なのか教えていただきたいです！

8-1 物質の構成粒子とその結合
7.炭素の同素体
炭素の同素体に関する以下の文章を読み, 問いに答えよ。ただし, 数値で答える問い
には,有効数字2桁で答えよ。(/2 =1.41, /3 =1.73)
同素体Aは, 非常に硬く, その結晶は
透明である。電気を通さないが, 熱伝導
は非常によい。Aの結晶では, 図1に示
すようにある炭素原子に隣接する 4つの
炭素原子が正四面体を形成するように結
合しており,立方体の単位格子をもつ。
a
0.356 nm
単位格子の立方体の一の体積をもつ小
図1
図2
さな立方体(図 2)に着目すると, その頂点に4つの炭素原子が存在し, 立方体の中心に
炭素原子が存在している。
一方,別の同素体であるBは黒色で軟
らかく,電気をよく通す。 Bの結晶では,
図3のようにある炭素原子が他の3個の
炭素原子と正六角形の網目状の平面構造
を作るように結合し, その層が重なった
構造をもつ。隣り合う層は交互にずれて
いる。網目状の平面内の隣接する炭素原
子間の距離は 0.14nm であり, Aの炭素原子間の距離と近い。一方,隣接する層の炭素
原子間の最近接距離は 0.34nm であり, 平面内の距離に比べて大きい。
また, 別の同素体のフラーレンの一つ
である Ceo の分子は, 図 4のように炭素
の六員環と五員環からなるサッカーボー
ルと同様な形をしている。Ceo 分子内の
隣接する炭素原子間の距離は, 平均する
と 0.14nm である。そして, C60 の結晶
は図5のように立方体の単位格子をもち,
立方体の頂点と面心の位置に Coo 分子が配置している。 ただし, 図 5では, Ceo 分子を球
と仮定して描かれている。
(a) A, Bに当てはまる炭素の同素体の名称を, それぞれ答えよ。
(b) Aの単位格子の一辺の長さをaとして, aを使って隣接する炭素原子間の距離を表
せ。次に a=0.356nm としてその距離を求めよ。
(c) Coo の結晶の単位格子の一辺の長さを apとし, apを使って隣接する 2つの Cao分
子の中心間距離を表せ。 次に ap=1.41nm としてその距離を求めよ。
(d) Ceo 分子を球として近似するとその直径は0.71nm となる。隣接する 2つの C6o 分
子の中心を結んだ直線と球面が交わる位置に炭素があると仮定して, 隣接する Ceo
0.34 nm
図3
図4
1.41 nm
図5

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

単位格子(サイコロ)は、面心、体心、六方最密とか色々ありますが、最低でも立体(格子)の全ての頂点に原子があります。

図1のサイコロはそうなってますね。
図2のサイコロは全ての頂点に無いですよね。だからです。

図1のサイコロを上下縦横に4つずつ(上4下4)にした時の、
上4の左手前が図2です🙇

🍇こつぶ🐡

画像追加🙇

おと

なるほど!
ご回答ありがとうございました！
とても分かりやすかったです！

🍇こつぶ🐡

理解されたようで、良かったです🙇