炭素同素体の構造と性質 無機化学及びセラミックス
炭素同素体に関する次のA～Eの記述のうち、不適切なものの組合せはどれか。
(A)
C60フラーレンは、ヘリウム中で黒鉛電極間に放電を行う際に生じる。
(B)
C60フラーレンには炭素の六員環と五員環が含まれる。
(C)
黒鉛の層状構造において面に垂直な方向は金属に近い電気伝導性を示す。
(D)
ダイヤモンドはきわめて熱を伝えにくく、特殊断熱材としての利用が期待される。
(E)
ダイヤモンド粉体の合成は、一般的に高温高圧下で行われている。
正答
⑤ C、D
(A)と(B)のC60フラーレンは、ヘリウム中で黒鉛電極間に放電して合成できます。球状構造は炭素の五員環12個と六員環20個からなり、医薬や電子材料への応用が研究されています。
(C)の黒鉛は層状構造で、面内方向に金属に近い電気伝導性を示すため、面に垂直な方向とする記述は誤りです。
(D)のダイヤモンドは銀や銅を超える高い熱伝導率を持ち、放熱材料として利用されています。熱を伝えにくいという記述は誤りです。(C)と(D)を組み合わせた5番が最も不適切です。
炭素の同素体は、同一元素でも結晶構造や結合様式が異なるため違う性質を持ちます。ほかにカーボンナノチューブがあり、チューブ状で高い強度と軽量性、導電性を持つことから、リチウムイオン電池の導電助剤などに活用されています。