アンモニウムイオンの構造の疑問などなど‥

質問

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No.1

sol-gel · ベストアンサー

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。

お礼

お答え頂きありがとうございます!
とても分かりやすい回答をありがとうございました★

回答No.2

koz7291

＞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？

　四つのＮ－Ｈ結合は等価であり、互いに反発し合った結果、空間中で最も安定に存在できる構造だから。

＞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？

　半導体では、温度が上昇するとともに電荷を運ぶ荷電担体(キャリア、電子と正孔[ホール]のこと)の数が増すので、電気抵抗は小さくなる。金属では、温度の上昇とともに原子の振動が激しくなり、電流を担う電子の動きが阻害されるため、電気抵抗が増大する。

お礼

とてもわかりやすいお答えありがとうございます!!
とても参考になりました♪