例題1 アルミニウムの単体は右図のような面心立方格子の結晶構 【解答】・・ 造をとり, X線を用いて調べたところ,その単位格子の一 辺の長さは4.06×10-cmであった。 原子量はAl=27,00 アボガドロ定数を6.0×1023/molとして次の問いに答えよ 10 (1) この単位格子中に含まれる原子の数を求めよ。 (2) アルミニウム原子の半径は何cmか。 ただし, 結晶内では cm 最も近いところに存在する原子は互いに接触しているものとする。(√2=1.41) (3) アルミニウムの結晶の密度は何g/cmか。 (4.063=66.8とする。) (1) 面心立方格子では, 立方体の頂点に8個,面の中心に6個の原子が存在する。 単位格子中の原子の数: 1/8(頂点)×8+1/2(面)×6=4 (個) (2) 面心立方格子では,原子は各面の対角線上で接している。 単位格子の一 辺の長さをαとすると、面の対角線の長さは2aで,これが原子半径 r この4倍に等しい。 2a=4rより, √2a r = 4 1.41x4.06×10-8 cm 4 =1.431 x 10 cm≒1.43×10-cm (3) AI原子のモル質量は27g/molより, 27 g/mol AI原子1個の質量: 6.0 × 1023 /mol = 4.5×10-23 g 単位格子中にはAI原子4個分が含まれているので,単位格子に着目して -23 a- 密度 = = 単位格子の体積 単位格子の質量 4.5 × 10 - 23g × 4 (4.06×10-)cm3 = 2.69g/cm = 2.7g/cm 3 答え (1)4個 (2) 1.43 × 10cm (3) 2.7 g/cm³ 4章 固 4 固体の構造