【塩化セシウム型構造】イオン結晶の配位数・半径・限界半径比まとめ

はじめに

大学入試で頻出のイオン結晶には「塩化ナトリウム型構造（NaCl型構造）」「塩化セシウム型構造（CsCl型構造）」「硫化亜鉛型構造（ZnS型構造）」の３種類がある。このページではそのうち「塩化セシウム型構造（CsCl型構造）」のイオン結晶について、単位格子あたりに含まれる陽イオン・陰イオンの数、配位数、イオン半径と単位格子一片の長さの関係、限界半径比などを１つ１つ丁寧に解説していく。ぜひこの機会に塩化セシウム型構造（CsCl型構造）のイオン結晶をマスターし、他の受験生と差をつけよう！

塩化セシウム型構造とは

下図のような構造を持つイオン結晶を塩化セシウム型構造（CsCl型構造）という。

塩化セシウム型構造に含まれる陽イオン・陰イオンの数

Na⁺の数

まずは、塩化セシウム型構造（CsCl型構造）に含まれるCs⁺を数えていこう。

塩化セシウム型構造（CsCl型構造）に含まれるCs⁺は格子の中心にある１コのみ。

従って、塩化セシウム型構造（CsCl型構造）に含まれるCs⁺の数は１コである。

Cl^–の数

次に、塩化セシウム型構造（CsCl型構造）に含まれるCl^–を数えていこう。

塩化セシウム型構造（CsCl型構造）の単位格子に含まれるCl^–は全て単位格子の頂点に存在しており、各頂点にあるCl^–は８分割された状態になっている。

従って、８分割（1/8）したものが頂点の数分＝８コあるので…

塩化ナトリウム型構造（NaCl型構造）に含まれるCl^–の数は１コである。

塩化セシウム型構造の配位数

塩化セシウム型構造（CsCl型構造）では、中心のCs⁺は周りの８コのCl^–と接しており、同様にCl^–も周りの８コのCs⁺と接している。従って、塩化セシウム型構造（CsCl型構造）の各イオンの配位数は８となる。

塩化セシウム型構造のイオン半径と単位格子一辺の長さとの関係

Cs⁺・Cl^–のイオン半径をそれぞれr_Cs⁺・r_Cl^–、単位格子一辺の長さをrとし、塩化セシウム型構造（CsCl型構造）の面の部分に注目すると…

イオン半径と単位格子一辺の長さの間にこのような関係があることがわかる。

塩化セシウム型構造の限界半径比

塩化セシウム型構造（CsCl型構造）の限界半径比は≧0.73である。限界半径比について詳しくは「限界イオン半径比とは？定義から求め方、配位数との関係などを大公開！」を参照。

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