質問: アンモニウムイオンの構造の疑問などなど.. また化学の質問です(;_;) また2つ質問があります(;_;) 1.アンモニウムイオンが正四面体構造をとるのは何故ですか? 2.半導体の電気抵抗って、温度の上昇とともに減少しますよね? でも、金属の電気抵抗は温度の上昇とともに増加しますよね? それって、何故なのですか? どなたか、教えて下さい(;_;)
回答: 1)簡単に申しますと窒素原子nの不対電子三つに水素が結合したものがアンモニアで、さらにアンモニアに水素イオン(プロトン)が配位し+1の電荷を持った分子がアンモニウムイオンです。 プロトンが配位したときnの最外殻にある八つの電子が4方向にエネルギー的に等価なため正四面体構造をとります。イメージとしては空間的に四方向からnをひっぱたら正四面体でいることが一番安定と考えておいてよいでしょう。 2)半導体に電気が流れる機構というのは金属のそれとはちょっと違います。だいぶはしょりますがp型といわれる電子がちょっとだけ足りない(たとえば価電子4で満たされた中にひとつだけ価電子3の原子が迷い込んでる状態)材料とn型といわれる電子がちょっとだけ多い(さっきの逆で価電子4のなかに価電子5の原子が迷い込んでる)材料とを接合させます、するとp型とn型の接合面に空乏層というのができそこで電子が足りない部分(正孔)と電子が余ってる部分(電子)が出会って電流が流れます。 この正孔と電子というのは自由電子の”ように”動きます。 物質の動きというものは基本的には熱がある(温度が高い)と活発に動くため先ほどの出会いが頻繁に起こります。 ですからそもそも自由電子が金属中をかなり自由に(半導体と比べてですが)動いて<電気抵抗が温度と逆比例の関係にある>金属とは電子の動き方に大きな違いがあると覚えておいてください。