molecular-crystal

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分子結晶}} 分子が互いに\textbf{\textcolor{red}{分子間力で結びついてできた結晶}}. \\       結合力が弱いために融点は低く,\ 昇華性(固体$\leftrightarrow$気体)をもつものがある}}. \\         \rei\ \ 二酸化炭素(\ce{CO2}),\ \ ヨウ素(I$_{\ce{2}}$),\ \ ナフタレン(\ce{C10H8}) \\\\[1zh]  \textbf{\textcolor{blue}{二酸化炭素(ドライアイス)の分子結晶}} \\[.5zh]   二酸化炭素分子が\textbf{\textcolor{red}{金属結晶の面心立方格子と同様の配列}}をとっている. \\[-1zh] 分子間力には方向性がないために最密構造をとりやすく,\ \ce{CO2}\,は金属と同様の配列をとる. \\[.2zh] 立体構造は,\ \bm{分子を1個の球として面心立方格子と同様に扱う}とよい. \\[.2zh] 面心立方格子と同様に,\ 単位格子内の\underline{分子}数4個,\ 最近接\underline{分子}数12個,\ \underline{分子}間距離\ \bunsuu{\ruizyoukon2}{2}a\,である. 氷の結晶構造}} \\[.5zh]   \textbf{\textcolor{red}{1個の水分子が他の4個の水分子と水素結合}}して\textbf{\textcolor{blue}{正四面体構造}}をとる. \\   1個の水分子の\ce{O}原子に着目する(図の中央)と,\ 4個の\ce{H}原子と結合している. \\   そのうち\textcolor{cyan}{2本の結合は同分子内の\ce{H}原子との共有結合}である. \\   また,\ \textcolor{red}{その他の2本の結合は他の水分子の\ce{H}との水素結合}である. \\   水素結合には方向性があるため,\ \textbf{\textcolor[named]{ForestGreen}{隙間の多い立体構造}}となる. \\[1zh] 身の回りにありふれている物質であるが,\ \bm{水や氷は水素結合に起因して特異な性質をもつ.} \\[.2zh] その1つが,\ \bm{固体(氷)の密度が液体(水)よりも小さく,\ 固体が液体に浮く}ことである. \\[.2zh] 水素結合には方向性があるために最密構造をとれず,\ 隙間が多く密度の小さい結晶になるのである. \\[1zh] \bm{水の密度(単位体積当たりの質量)は約4℃で最大}となる.\ その理由が次である. \\[.2zh] 融点の0℃で氷から水になるとき,\ 水素結合の一部が切れて水分子が隙間に入り込む. \\[.2zh] このとき,\ 立体構造が壊れることで体積は急激に減少する.\ つまり,\ 密度は増加する. \\[.2zh] さらに温度を上げていくと,\ 水分子の熱運動が激しくなることで体積が増加し始める(密度減少). \\[.2zh] その兼ね合いの結果,\ 約4℃で密度が最大になる.