平成27年度センター試験【化学】第3問 問1|14 族元素

14 族元素(炭素 C、ケイ素 Si)に関する問題です。

元素の性質は多種多様ですべて覚えることは難しいですが、少なくとも大事なポイントは押さえておきたいところです。

 

黒鉛(グラファイト)とダイヤモンド

黒鉛とダイヤモンドは炭素の同素体で、炭素で作られている点は同じですが構造が違います。

ダイヤモンドは中心の炭素原子から正四面体方向に結合が伸びていて、3次元的な立体構造になっています。

電子は4つの共有結合にすべて使われていて、かっちり固定されているような状態になっているので、ダイヤモンドは電気を通しません。

一方、黒鉛は中心の炭素原子から正三角形方向に結合が伸びていて、2次元的な平面構造になっています。

その平面が何層にも重なって黒鉛が作られています。

電子は3つの結合に使われていますが、1つは余って平面上を自由に動き回ります。

この電子のおかげで、黒鉛は電気を通すことができます。

 

ケイ素

ケイ素は英語で silicon(シリコン)といいます。

現代の生活には欠かせない半導体材料であるシリコンウェハの原料です。

電気を通す固体を導体、電気を通さない固体を不導体といい、その間にあるのが半導体です。

適度に電気を通す固体のことで、その通しやすさは不純物を少し加えることによって調節することができます。

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