共有結合の結晶

 多数の原子がすべて共有結合で結合した構造の結晶を〔 共有結合の結晶 〕という。分子は,H2OCO2などのように,いくつかの原子が共有結合してできた粒子である。共有結合の結晶は,分子と同じように原子が共有結合によって結合しているが,原子の数が多いので〔 巨大分子 〕とよばれる。共有結合の結晶には,〔 ダイヤモンド 〕,〔 黒鉛 〕,〔 ケイ素 〕,〔 二酸化ケイ素 〕などがある。

 ダイヤモンドと黒鉛は共に炭素の〔 同素体 〕である。ダイヤモンドは炭素原子が4個の価電子(最外殻電子)すべてを用いて他の炭素原子4個と共有結合している。そのため,〔 正四面体 〕構造がいくつも重なり合った結晶となり非常に硬くなる。一方,黒鉛は3個の価電子を用いて他の炭素原子3個と共有結合している。そのため,平面で炭素6個が〔 正六角形 〕構造を形成して,その平面構造がいくつも重なり合った結晶となる。平面構造どうしは互いに弱い〔 分子間力 〕によって結合しているため,ダイヤモンドよりも柔らかい結晶と

なる。また,黒鉛は炭素原子が価電子を1個余らせている。この余った価電子は自由に動くことができるので,〔 電気伝導性 〕を生じる。

ケイ素Siはケイ素原子がダイヤモンドと同様の構造をした結晶である。二酸化ケイ素はケイ素原子Si 1つと酸素原子O 2つが繰り返し結合し,ダイヤモンドのような結晶となる。