結晶構造ギャラリー

本結晶構造ギャラリーの結晶構造図は、もともと、2002年8月2日(金)の「産業技術総合研究所 関西センター 一般公開」で公開したものです。現在は、中温域固体伝導体HPのコンテンツの一つに位置付けられます。物質名(和名)又は鉱物名(和名)をクリックすると、各物質又は鉱物の原子(又は多面体)配列を三次元的に図示した結晶構造図 (123種類)を見ることが出来ます(2015年3月11日更新)。物質名(和名)又は鉱物名(和名)のアイコンをクリックすると、CIF(Crystallographic Information File)をダウンロード出来ます(2010年1月7日公開開始)。三次元結晶構造図表示用フリーソフトウェアVESTA(2015年11月9日現在、Ver3.3.1、Ver3.2.1、Ver2.1.6をダウンロード可能)などを用い、CIFを読み込むことにより、パソコン画面上で三次元結晶構造図を描くことが出来ます。VESTA(Windows版)を使用した三次元結晶構造図の表示方法は、 以下のPDFファイル4種類(括弧内:対応Ver)をご覧下さい(例1) 岩塩(塩化ナトリウム)(VESTA3.3.x)(2015年11月9日更新)、例2) ダイヤモンド(VESTA3.1.x)(2013年3月31日更新)、例3) ペロブスカイト (ペロブスキー石)(VESTA3.1.x)(2013年3月31日更新)、例4) スピネル(尖晶石)(VESTA2.16))。結晶系をクリックすると詳しい結晶構造図の作成に用いたデータ(空間群、格子定数、結晶構造パラメータ、文献名)を見ることが出来ます。結晶構造図は米国Shape Software社製ATOMS Ver5.05 for Windowsを用いて作成しました。結晶構造図の使用を希望される場合は、担当者(野村:nomura-k@aist.go.jp)まで連絡願います。

産業技術総合研究所RIO-DB「電気化学デバイス用導電性固体材料データベース(Solid State Conductors Database for Electrochemical Devices: SSCED)」では、燃料電池、電池、センサーなどに使用される材料の結晶構造、導電特性などを検索して、調べることができます。SSCEDにおいても、各材料の詳細画面-結晶構造-からCIFをダウンロード出来ます。SSCEDのヘルプ(G.三次元結晶構造図の表示方法(CIFの使用方法)) にも、CIFの詳しい使用方法が記載されています。また 、SSCEDの用語集(2009年2月20日改訂 2010年3月29日誤植修正、600項目掲載)では、SSCEDに関連する幅広い分野の用語をハイパーリンク形式で調べることが出来ます。同用語集では34種類の結晶構造図をご覧頂けます。どうぞ、ご活用下さい。RIO-DBを運用しているサーバに障害が発生し、アクセスができない状況が続いています。ご迷惑をおかけいたしますが、復旧までお待ちください。(2016年11月13日 )

1. 固体酸化物形燃料電池(SOFC)関連材料

2. リチウム電池関連材料

3. 超伝導材料

4. 誕生石

5. 元素・化合物・鉱物など


1.固体酸化物形燃料電池(SOFC)関連材料

物質名(和名) 物質名(英名) 組成式 結晶系 結晶構造 電池構成要素
酸化ジルコニウム
(ジルコニア)
 
Zirconium oxide
(Zirconia)
ZrO2 単斜晶系
(低温相)
ホタル石型類似構造 無色
3mol% イットリア
安定化ジルコニア
 
3mol% Yttria stabilized zirconia (ZrO2)0.97(Y2O3)0.03 正方晶系 ホタル石型構造 無色 電解質(ZrサイトにYを添加することで、正方晶系に安定化される)(酸化物イオン導電体)
15mol% カルシア
安定化ジルコニア
 
15mol% Calcia stabilized zirconia (ZrO2)0.85(CaO)0.15 立方晶系 ホタル石型構造 無色 電解質(ZrサイトにCaを添加することで、立方晶系に安定化される)(酸化物イオン導電体)
酸化セリウム
(セリア)
 
Cerium oxide
(Ceria)
CeO2 立方晶系 ホタル石型構造 薄黄色 電解質(CeサイトにSm等の添加物含む)(酸化物イオン導電体)
ランタンガレート  Lanthanum gallate LaGaO3 斜方晶系
(低温相)
ペロブスカイト型構造 うす茶色 電解質(LaサイトにSr, GaサイトにMg等の添加物含む)(酸化物イオン導電体)
ランタンスカンデート  Lanthanum scandate LaScO3 斜方晶系 ペロブスカイト型構造 うす茶色 電解質(LaサイトにSr等の添加物含む)(プロトン導電体)
カルシウムジルコネート  Calcium zirconate CaZrO3 斜方晶系 ペロブスカイト型構造 うす茶色 電解質(ZrサイトにY等の添加物含む)(プロトン導電体)
バリウムインデート  Barium indate Ba2In2O5 斜方晶系 ブラウンミラーライト型構造 薄黄色 電解質(BaサイトにLa, InサイトにSm等の添加物含む)(酸化物イオン導電体)
ランタンシリケート  Lanthanum silicate La9.33(SiO4)6O2 六方晶系 アパタイト型構造 無色 電解質(酸化物イオン導電体)
12.5mol% ストロンチウム
ドープランタンマンガナイト
 
12.5mol% Strontium doped lanthanum manganate (La0.875Sr0.125)MnO3+δ 三方晶系
(低温相)
ペロブスカイト型構造 黒色 空気極(LaサイトにSrの添加物含む)
プラセオジムニッケ レイト  Praseodymium lanthanum nickel copper gallium oxide (Pr0.9La0.1)2(Ni0.74Cu0.21Ga0.05)O4 正方晶系 K2NiF4型構造 黒色 空気極(PrサイトにLa, NiサイトにCuとGaの添加物含む)
15mol% ストロンチウム
ドープランタンクロマイト
 
15mol% Strontium doped lanthanum chromite (La0.85Sr0.15)CrO3 三方晶系
(低温相)
ペロブスカイト型構造 黒色 セパレータ(LaサイトにSrの添加物含む)
ニッケル  Nickel Ni 立方晶系
(低温相)
面心立方構造 銀白色 燃料極(安定化ジルコニアとのサーメットで使用)

2.リチウム電池関連材料

物質名(和名) 物質名(英名) 組成式 結晶系 結晶構造 電池構成要素
ゲルマン酸リチウム亜鉛(リシコン)   Lithium zinc germanate (LISICON) Li14Zn(GeO4)4 斜方晶系 リシコン型構造 無色 電解質(リチウムイオン導電体)
チタン酸リチウムランタン  Lithium lanthanum titanate Li0.35La0.55TiO3 斜方晶系 ペロブスカイト型構造 無色 電解質(リチウムイオン導電体)
ジルコン酸リチウムランタン  Lithium lanthanum zirconate Li7La3Zr2O12 立方晶系 ガーネット型構造 無色 電解質(リチウムイオン導電体)
リチウムゲルマニウムリン硫化物  Lithium germanium phosphorous sulfide Li10GeP2S12 正方晶系     電解質(リチウムイオン導電体)
コバルト酸リチウム  Lithium cobaltate LiCoO2 三方晶系 α-NaFeO2型構造 黒色 電極(正極)
リン酸リチウム鉄  Lithium iron phosphate LiFePO4 斜方晶系 オリビン型構造 黒色 電極(正極)
リン酸リチウムコバルト  Lithium cobalt phosphate LiCoPO4 斜方晶系 オリビン型構造 黒色 電極(正極)

3.超伝導材料

物質名(和名) 物質名(英名) 組成式 結晶系 結晶構造
15mol% ストロンチウム
ドープランタンキュプレイト
 
15mol% Strontium doped lanthanum cuprate (La1.85Sr0.15)CuO4 正方晶系 K2NiF4型構造 黒色
イットリウムバリウム
キュプレイト
 
Yttrium barium cuprate YBa2Cu3O6.18 正方晶系   黒色
イットリウムバリウム
キュプレイト
 
Yttrium barium cuprate YBa2Cu3O6.89 斜方晶系   黒色
タリウムバリウム
カルシウム キュプレイト
 
Thallium barium calcium cuprate Tl1.89Ba2Ca2Cu3O9.86 正方晶系   黒色
ホウ化マグネシウム Magnesium boride MgB2 六方晶系 AlB2型構造 黒色
リン化酸化ランタン鉄 Lanthanum iron phosphide oxide LaFePO 正方晶系   黒色
ヒ化酸化ランタン鉄 Lanthanum iron arsenide oxide LaFeAsO 正方晶系   黒色

4.誕生石

鉱物名(和名) 鉱物名(英名) 組成式 結晶系 結晶構造
1月 ガーネット
(鉄ばんざくろ石)
 
Garnet
(Almandine)
Fe3Al2(SiO4)3 立方晶系   赤色など
2月 アメシスト
(紫水晶)
 
Amethyst SiO2に微量の鉄イオンを含む 三方晶系   紫色
3月 アクアマリン
(緑柱石)
 
Aquamarine Be3Al2Si6O18 六方晶系   水色
4月 ダイヤモンド  Diamond C 立方晶系 ダイヤモンド型構造 無色
5月 エメラルド  Emerald Be3Al2Si6O18 六方晶系   緑色
6月 ムーンストーン
(月長石)
 
Moon stone KAlSi3O8 単斜晶系   無色
7月 ルビー  Ruby α-Al2O3に微量のクロムイオンを含む 三方晶系 コランダム型構造 赤色
8月 ペリドット
(かんらん石)
 
Peridot
(Olivine)
(Mg, Fe)2SiO4 斜方晶系   黄緑色
9月 サファイヤ  Sapphire α-Al2O3に微量のチタンイオン又は鉄イオンを含む 三方晶系 コランダム型構造 青色
10月 オパール  Opal SiO2に水が加わった非晶質
(一部結晶を含む)
非晶質
(一部正方晶系
  遊色
11月 トパーズ  Topaz Al2SiO4(OH)2 斜方晶系   無色、淡褐色、黄色、ピンク色
12月 トルコ石  Turquoise CuAl6(PO4)4(OH)8· 4H2O 三斜晶系   青色

5.元素・化合物・鉱物など

物質名(和名) 物質名(英名) 組成式 結晶系 結晶構造
  Gold Au 立方晶系 面心立方構造 黄金色
  Silver Ag 立方晶系 面心立方構造 銀白色
  Copper Cu 立方晶系 面心立方構造 銅赤色
  Iron Fe 立方晶系 体心立方構造 黒鉄色
白金  Platinum Pt 立方晶系 面心立方構造 白金色
アルミニウム  Aluminum Al 立方晶系 面心立方構造 銀白色
マグネシウム  Magnesium Mg 六方晶系 六方最密充填構造 銀白色
ダイヤモンド  Diamond C 立方晶系 ダイヤモンド型構造 無色、灰色、黒色、黄色、ピンク
グラファイト
(石墨)
 
Graphite C 六方晶系   黒色
フラーレン  Fulleren C60 立方晶系   黒色
酸化パラジウム  Palladium oxide PdO 正方晶系 酸化パラジウム型構造 黒色
酸化亜鉛  Zinc oxide ZnO 六方晶系 ウルツ鉱型構造 無色
酸化ベリリウム(ベリリア)  Beryllium oxide (Beryllia) BeO 六方晶系 ウルツ鉱型構造 無色
酸化マグネシウム
(マグネシア)
 
Magnesium oxide
(Magnesia)
MgO 立方晶系 岩塩型構造 無色
酸化カルシウム
(カルシア)
 
Calcium oxide
(Calcia)
CaO 立方晶系 岩塩型構造 無色
酸化ストロンチウム
(ストロンチア)
 
Strontium oxide
(Strontia)
SrO 立方晶系 岩塩型構造 無色
酸化ニッケル  Nickel oxide NiO 立方晶系 岩塩型構造 緑黒色
岩塩
(塩化ナトリウム)
 
Rock salt
(Sodium chloride)
NaCl 立方晶系 岩塩型構造 無色
塩化セシウム  Caesium chloride CsCl 立方晶系 塩化セシウム型構造 無色
酸化鉛(リサージ)  α-Lead oxide α-PbO 正方晶系 リサージ型構造 赤色
酸化鉛(マシコット)  β-Lead oxide β-PbO 斜方晶系 マシコット型構造 黄色
六方晶窒化ホウ素  h-Boron nitride h-BN 六方晶系 窒化ホウ素型構造(常圧相) 無色
ウルツ鉱型窒化ホウ素  w-Boron nitride w-BN 六方晶系 ウルツ鉱型構造(低温高圧相) 淡灰色
立方晶窒化ホウ素  c-Boron nitride c-BN 立方晶系 閃亜鉛鉱型構造(高温高圧相) 淡黄色
水晶、>α-石英  α-Quartz α-SiO2 三方晶系 α-石英型構造(低温) 無色
>β-石英  β-Quartz β-SiO2 六方晶系 β-石英型構造(高温) 無色
β2-トリジマイト(β2-リンケイ石)  β2-Tridymite SiO2 六方晶系 トリジマイト型構造(高温) 無色
α-クリストバライト(α-クリストバル石)  α-Cristobalite SiO2 正方晶系 クリストバル石型構造(低温) 無色
β-クリストバライト(β-クリストバル石)  β-Cristobalite SiO2 立方晶系 クリストバル石型構造(高温) 無色
スティショバイト(スティショフ石)  Stishovite SiO2 正方晶系 ルチル型構造 無色
コランダム  Corundum α-Al2O3 三方晶系 コランダム型構造 無色
  Ice (1h) H2O 六方晶系   無色
ε-水酸化亜鉛 ε-Zinc hydroxide ε-Zn(OH)2 斜方晶系   無色
β-水酸化ベリリウム β-Beryllium hydroxide β-Be(OH)2 斜方晶系   無色
水酸化マグネシウム Magnesium hydroxide Mg(OH)2 三方晶系   無色
水酸化カルシウム Calcium hydroxide Ca(OH)2 三方晶系   無色
水酸化ストロンチウム重水素化物 Deuterated strontium hydroxide Sr(OD)2 斜方晶系   無色
水酸化ストロンチウム八水和物 Strontium hydroxide octahydrate Sr(OH)2·8H2O 正方晶系   無色
バイヤライト(α-水酸化アルミニウム)重水素化物 Deuterated Bayerite (α-Aluminum hydroxide) α-Al(OD)3 単斜晶系   無色
ギブサイト(ギブス石)(γ-水酸化アルミニウム) Gibbsite (γ-Aluminum hydroxide) γ-Al(OH)3 単斜晶系   無色
ドイライト(ドイレー石)(水酸化アルミニウム) Doyleite (Aluminum hydroxide) Al(OH)3 三斜晶系   無色
ダイアスポア(α-酸化水酸化アルミニウム) Diaspore (α-Aluminum oxide hydroxide) α-AlOOH 斜方晶系   無色
ベーマイト(ベーム石)(γ-酸化水酸化アルミニウム)重水素化物 Deuterated Boehmite (γ-Aluminum oxide hydroxide) γ-AlOOD 斜方晶系   無色
針ニッケル鉱  millerite NiS 六方晶系 ヒ化ニッケル型構造 黒色
閃亜鉛鉱  Sphalerite ZnS 立方晶系 閃亜鉛鉱型構造 鉄黒色
ウルツ鉱  Wurtzite ZnS 六方晶系 ウルツ鉱型構造 褐色
辰砂  Cinnabar HgS 三方晶系   濃赤色
氷晶石  Cryolite Na3AlF6 単斜晶系   無色
ホタル石  Fluorite CaF2 立方晶系 ホタル石型構造 純緑色、紫色が多い(まれに黄色、ピンク色。純粋なものは無色)
酸化ランタン  Lanthanum oxide La2O3 三方晶系 A希土型構造 無色
酸化サマリウム
(サマリア)
 
Samarium oxide (Samaria) Sm2O3 単斜晶系 B希土型構造 無色
酸化イットリウム
(イットリア)
 
Yttrium oxide
(Yttria)
Y2O3 立方晶系 C希土型構造 無色
酸化レニウム  Rhenium oxide ReO3 立方晶系 酸化レニウム型構造 赤色
ペロブスカイト
(ペロブスキー石)
 
Perovskite CaTiO3 斜方晶系
(低温相)
ペロブスカイト型構造 無色
塩化カルシウム  Calcium chloride CaCl2 斜方晶系 CaCl2型構造 無色
ルチル
(金紅石)
 
Rutile TiO2 正方晶系 ルチル型構造 赤褐色、褐色、黒色
アナターゼ
(鋭錐石)
 
Anatase TiO2 正方晶系 アナターゼ型構造 黒色、青色、赤色など
ブルッカイト
(板チタン石)
 
Brookite TiO2 斜方晶系 ブルッカイト型構造 褐色、黒色
酸化マンガン(II) Manganese (II) oxide MnO 立方晶系 岩塩型構造 灰緑色
α-三酸化二マンガン、α-酸化マンガン(III) α-Dimanganese trioxide, α-Manganese (III) oxide α-Mn2O3 斜方晶系 C希土型構造 黒色
二酸化マンガン、酸化マンガン(IV) Manganese dioxide, Manganese (IV) oxide MnO2 正方晶系 ルチル型構造 黒色
スピネル
(尖晶石)
 
Spinel MgAl2O4 立方晶系 スピネル型構造 無色
シーライト
(灰重石)
 
Scheelite CaWO4 正方晶系 シーライト型構造 無色、はちみつ色、緑色
マグネサイト
(菱苦土石)
 
Magnesite MgCO3 三方晶系   無色、灰色、褐色
ドロマイト
(苦灰石)
 
Dolomite CaMg(CO3)2 三方晶系   無色、灰色、褐色
カルサイト(方解石)  Calcite CaCO3 三方晶系   無色、黄色、褐色
アラゴナイト(霰(あられ)石)  Aragonite CaCO3 斜方晶系   無色、褐色
ストロンチアナイト(ストロンチアン石) Strontianite SrCO3 斜方晶系   無色、灰色、ベージュ色
ウィザライト(毒重(どくじゅう)石)) Witherite BaCO3 斜方晶系   無色、灰色
トルマリン
(鉄電気石)
 
Tourmaline
(Schorl)
NaFe3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4 三方晶系   黒色
ひすい輝石  Jadeite NaAlSi2O6 単斜晶系   無色、緑色、淡青色、淡紫色
アレキサンドライト  Alexandrite BeAl2O4 斜方晶系   黄緑色
黄鉄鉱  Pyrite FeS2 立方晶系 FeS2型構造 淡い真鍮色
孔雀石  Malachite Cu2(OH)2CO3 単斜晶系   緑色
オリビン(かんらん石)  Olivine
(Forsterite)
(Mg,Fe)2SiO4 斜方晶系   オリーブ色
白雲母  Muscovite KAl2(AlSi3O10)(OH,F)2 単斜晶系   無色
黒雲母  Biotite K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH,F)2 単斜晶系   黒褐色
リチア雲母  Lepidolite K(Li,Al)3(AlSi3O10)(OH,F)2 単斜晶系   ピンク色
カリ長石
(正長石)
 
Feldspar (K,Na,Ba)AlSi3O8 単斜晶系   無色
パイロープ
(苦ばんざくろ石)
 
Pyrope Mg3Al2(SiO4)3 立方晶系   赤色、ピンク色、無色
アンドラダイト
(灰鉄ざくろ石)
 
Andradite Ca3Fe2(SiO4)3 立方晶系   褐色、暗緑色
グロッシュラー
(灰ばんざくろ石)
 
Grossular Ca3Al2(SiO4)3 立方晶系   無色、緑色、ピンク色
スペサルチン
(満ばんざくろ石)
 
Spessartine Mn3Al2(SiO4)3 立方晶系   灰色、オレンジ色、褐色、赤色
ウバロバイト
(灰クロムざくろ石)
 
Uvarovite Ca3Cr2(SiO4)3 立方晶系   濃緑色

参考文献

1) 構造無機化学T(第3版)、桐山良一、桐山秀子、共立出版、1979.

2) 構造無機化学U(第3版)、桐山良一、桐山秀子、共立出版、1981.

3) 構造無機化学V(第2版)、桐山良一、桐山秀子、共立出版、1978.

4) 図解 ファインセラミックスの結晶化学(第3版)、F.S.ガラッソー著、加藤誠軌、植松敬三訳、アグネ技術センター、2002.

5) 楽しい鉱物図鑑、堀 秀道、草思社、1992.

6) 楽しい鉱物図鑑2、堀 秀道、草思社、1997.

7) 実験化学講座(第4版)、第16巻 無機化合物、日本化学会編、丸善、1993.

8) 実験化学講座(第5版)、第23巻 無機化合物、日本化学会編、丸善、2005.

9) "Crystal Structures Vol. 1, Second Edition", W.G. Wyckoff, Robert E. Krieger Publishing Company, 1963.

10) "Crystal Structures Vol. 2, Second Edition", W.G. Wyckoff, Interscience Publishers, 1964.

11) "Crystal Structures Vol. 3, Second Edition", W.G. Wyckoff, Interscience Publishers, 1965.