3炭素の単体には, 古くから黒鉛(グラファイト)とダイアモンドの2種類が知られている。
ダイアモンドでは, 1個の炭素原子のまわりを4個の炭素原子がとり囲み,その状態が立体
的につながり,図1のような結晶構造を形成している。
o ら
合
この図をある炭素原子の位置で切り出すと, 図2のような立方体の結晶格子(格子の長さを
ロ 本の合
aとする)を取り出すことができる。図2の結晶格子は 18個の炭素原子で構成されていて, そ
の内の14個の炭素原子()が1組の
格子を形成している。残りの炭素原子4個(○)
は隣接した4個の炭素原子が作る正四面体の中心に位置している。したがって, その炭素原子
の位置は結晶の3軸の方向に一aずつずれた位置にある。そして, この残りの炭素原子4
1
4
個(○)は第2の
格子を形成している。
つ5い1
一方,黒鉛の方は, 正六角形の網目状に配列した炭素原子が層状に重なった図3のような構
造をしている。
すじし
a
こ依
Aがsのは:n
図2:ダイアモンドの単位格子
ハ