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「硫化亜鉛型構造(ZnS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。ぜひこの機会に硫化亜鉛型構造(ZnS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!


スポンサーリンク

硫化亜鉛型構造とは

下図のような構造を持つイオン結晶を硫化亜鉛型構造(ZnS型構造)という。


スポンサーリンク

硫化亜鉛型構造に含まれる陽イオン・陰イオンの数

Zn2+の数

まずは、硫化亜鉛型構造(ZnS型構造)に含まれるZn2+を数えていこう。

硫化亜鉛型構造(ZnS型構造)の単位格子には丸々1コのZn+が4コ存在する。

従って、硫化亜鉛型構造(ZnS型構造)の単位格子に含まれるZn+の数は4コである。


スポンサーリンク

S2-の数

まずは、硫化亜鉛型構造(ZnS型構造)に含まれるS2-を数えていこう。

硫化亜鉛型構造(ZnS型構造)に含まれるS2-のうち、格子の各頂点にあるものはS2-を8分割し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…

\[
\mathtt{ \frac{ 1 }{ 8 }×8=1 }
\]

頂点にあるS2-の数は合わせて1コである。

硫化亜鉛型構造(ZnS型構造)に含まれるS2-のうち、各“面”の中心にあるものは、S2-を2分割したものになっている。

従って、2分割(1/2)したものが面の数分=6コあるので…

\[
\mathtt{ \frac{ 1 }{ 2 }×6=3 }
\]

面の中心にあるS2-の数は合わせて3コである。

以上より、硫化亜鉛型構造(ZnS型構造)に含まれるS2-の数は1+3=4コである。


スポンサーリンク

硫化亜鉛型構造の配位数

硫化亜鉛型構造(ZnS型構造)では、Zn2+は周りの4コのS2-と接しており、同様にS2-も周りの4コのZn2+と接している。従って、硫化亜鉛型構造(ZnS型構造)の各イオンの配位数はとなる。

硫化亜鉛型構造の限界半径比

硫化亜鉛型構造(ZnS型構造)の限界半径比は≦0.41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。


スポンサーリンク

関連:他の結晶も併せて押さえよう。

イオン結晶は全部で3種類。いずれも入試頻出なので、各結晶の特徴や違いなどをきちんと押さえておこう。

  • 【塩化ナトリウム型構造】イオン結晶の配位数・半径・限界半径比まとめ
  • 【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
  • 化学のグルメ「【Youtube】ショートアニメーション講義」

  • スポンサーリンク

    関連:問題集、作りました。

    化学のグルメオリジナル問題集「理論化学ドリルシリーズ」の販売を開始しました!

    モル計算や濃度計算、気体計算など多くの人が苦手とする分野の計算解法が詰まった問題集になっています。詳細は【公式】理論化学ドリルシリーズにて!


    スポンサーリンク

     

    MAIN


    SNS


    OTHER