質問: 炭素について メンデレーエフによって提唱された周期表を眺めると、確かに規則性はありますが、 一方で、融点が3,000°Cを超えるような固体金属は、原子番号74~76のw, re, osです。 ところが、原子番号6のダイヤモンド構造の炭素は非金属で、ダントツの3,500°C超え。 原子番号6と小さな元素で突出してこのような性質を持つ理由は、解明されているのでしょうか。 どなかたよろしくお願いいたします。 https://ja.wikipedia.org/wiki/周期表 出典の周期表に追記して添付します。
回答: 第2周期でli, be, bに続く炭素cは、気体原子群ほどのイオン化エネルギーの大きさはありませんが、最強の化学結合である共有結合を行う典型的な元素です。多くの原子が共有結合しますが、互いの半径が同じ場合に強く結合します。そして立体構造には最小4ヶの結合が必要ですので、最外殻軌道が4ヶのc, si, ge等のそれぞれ単体の共有結合が起き易くなります。さらにge, si, cの順に単体原子でのイオン化エネルギー、すなわち最外殻軌道エネルギーが大きくなるので、cの共有結合体であるダイヤモンドは最も結合が強い立体の構造体になります。