代表的イオン結晶構造の総合 無機化学及びセラミックス
代表的な無機化合物の結晶構造に関する次の記述のうち、下線部が最も不適切なものはどれか。
(A)
塩化ナトリウム構造：1Na+とCl–の2つの面心立方格子を組合せた構造である。MgOはこの構造を持つ。
(B)
蛍石構造：2面心立方格子の各格子点に1個のCa2+と2個のF–が対になって配置された構造で、単位格子当たり12個のイオンを含む。3UO2はこの構造を持つ。
(C)
ペロブスカイト構造：ABO3の組成式を持つ化合物で、Aイオンが酸化物イオンの大きさ程度まで大きくなると、Aイオンがつくる単純立方格子の面心位置に酸化物イオンが配置され、4両イオンに囲まれた体心位置に、イオン半径の大きなBイオンが配置される。
(D)
閃亜鉛鉱型構造：ダイヤモンド型立方構造の2つの原子位置をZn2+イオンとS2-イオンに置き換えた構造である。5この構造は面心立方格子の格子点に、正負に帯電した2個のイオンを配置した構造と考えることもできる。
正答
④ 両イオンに囲まれた体心位置に、イオン半径の大きなBイオンが配置される
1番の塩化ナトリウム構造は、Na+とCl−の2つの面心立方格子を組み合わせた構造です。MgOもこの構造を取ります。
2番の蛍石構造では、Ca2+イオンが面心立方格子を形成し、その四面体隙間をF−イオンが占めます。単位格子に含まれるのはCa2+イオン4個とF−イオン8個の計12個です。
3番のUO2も蛍石型構造を取ります。
4番のペロブスカイト構造はABO3の組成式を持ち、Aは大きな陽イオン、Bは小さな陽イオンです。理想的な立方晶構造では、Aが頂点、酸化物イオンが面心、Bが体心を占めます。Bは6個の酸化物イオンに八面体状に囲まれるため、『イオン半径の大きなBイオン』という記述が不適切です。
5番の閃亜鉛鉱型構造は、ダイヤモンド型構造の2種類の原子位置をZn2+とS2−で置き換えた構造です。面心立方ブラベ格子に陽イオンと陰イオンを1個ずつ配置した構造として表せます。各イオンは反対の電荷を持つ4個のイオンに四面体状に囲まれます。