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どうも、受験化学コーチわたなべです。 金属結晶のうちの1つである「 体心立方格子 」について今日は解説していこうと思います。体心立方格子は金属結晶で一番最初に習うところなので、今化学基礎を学習している人にとっては、慣れないことも多いでしょう。 でも安心してください。この記事を読むことで、体心立方格子の出題ポイントは全てわかります。さらに面心立方格子や六方最密構造でも同じ箇所が問われますので、この記事で金属結晶の問題を解く考え方が全て身につきます。ぜひ最後まで読んでみてください。 ※この記事はサクッと3分以内に読み切ることができます。時間に余裕がある人は最後の演習問題も解いてみてください。 体心立方格子とは? 体心立方格子はこのような構造です。その名の通り、「立 体 の中 心 に原子がある 立方 体の単位 格子 」です。 NaやKのようなアルカリ金属、アルカリ土類金属がこの体心立方格子の結晶構造をとります。 体心立方格子で出題される5つのポイント 重要ポイント 体心立方格子内の原子数 体心立方格子の配位数 密度 単位格子一辺の長さと原子半径の関係 充填率 これは、体心立方格子だけでなく全ての結晶の問題で問われる内容です。単位格子の問題の問われかたをまとめた記事がこちらになりますので、これをご覧ください。 単位格子内の原子の数は、出題されると言うより、 当たり前のように使われます 。なので、これはぱっぱと求められるようにしておいてください! このように体心立方格子は、角に1/8個ある。 そしてこれが8カ所の角にあるため、1/8×8=1個 これに加えて立体の中心部の1個があるため、体心立方格子の内部にある原子の個数は2個であると言える。 配位数とは、ある原子に着目したときに、その原子に 最も近い距離(接している)にある原子の数 の事です。 この体心にある原子の周りにどう見ても8個原子があります。よって配位数は 8 です。 密度は機械的に求めろ! 体心立方格子構造 - Wikipedia. 密度の単位を確認して分子と分母を別々作り出すだけで求められる! この金属結晶の密度というのは、『 単位格子の体積中に原子の質量はどれだけか?
充填率は、単位格子の中で原子がどれほどの体積を占めるのか? を数値化したものです。 なので、単位は、 になります。 先ほども止めた、原子半径rと単位格子の一辺の長さaが絶妙に効いてきます。 充填率の単位は であるため、これを分子、分母別々に求めていきます。 このようになるため、 そして、ここに先ほど求めた 4r=√ 3 a を用います。これを変形して、 これを充填率の式に代入します。すると、a 3 が分子分母に現れてキャンセルされます。 百分率で表す事もあるため、68%で表す事もあります。 計算した結果、単位格子の一辺の長さaも原子半径rも分子分母で約分されて消されあった。つまり、体心立方格子を取る金属結晶は、単位格子の一辺の長さ、原子半径に寄らず68%であり、元素の種類によらない。 ちなみに、体心立方格子68%は覚えておいたほうがお得な数字です。 実際に体心立方格子の解法を使ってみよう ココまでの知識をふまえれば基本的にだいたいの問題は解けます。 なので、是非この解法を運用していってみましょう。 次の文章中の空欄()に当てはまる数値をこたえよ。ただし(2)〜(4)は有効数字2桁で示せ。Fe=56, √ 2 =1. 41, √ 3 =1. 73, アボガドロ定数6. 1-2. 金属結晶の構造｜おのれー｜note. 0×10 23 /mol 金属である鉄の結晶は体心立方格子を作っており、その単位格子中には(1)個の鉄原子が含まれる。鉄の単位格子の一辺の長さを2. 9×10 -8 cmとすると、1cm 3 中にはおよそ(2)個の鉄原子が含まれる事になり、その密度はおよそ(3)g/cm 3 と求められる。また、最近接距離はおよそ(4)cmである。 出典:2008年近畿大学 答え (1)2個 (2)8. 2×10 22 (3)7. 7 (4)2. 5×10 -8 まとめ 体心立方格子のよく出題されるポイントは理解してもらえたと思います。今回教えた5つは、体心立方格子だけでなく面心立方格子、六方最密構造でも同様に出題されます。 なので、必ず何度も何度も復習して、次に面心立方格子や六方最密構造の記事にも進んでみてください。
【プロ講師解説】金属の単位格子は面心立方格子・ 体心立方格子 ・ 六方最密構造 に分類することができます。このページではそのうちの1つ、面心立方格子について、配位数や充填率、密度、格子定数、半径などを解説しています。解説は高校化学・化学基礎を扱うウェブメディア『化学のグルメ』を通じて6年間大学受験に携わるプロの化学講師が執筆します。 面心立方格子とは 次の図のように、立体の各頂点と各面の中心に同種の粒子が配列された結晶格子を 面心立方格子 という。 面心立方格子に含まれる原子 4コ P o int!
【結晶と物質の性質】面心立方格子・六方最密構造の配位数について 面心立方格子・六方最密構造の配位数は,なぜ二個つなげて考えるのですか。 進研ゼミからの回答 こんにちは。いただいた質問に回答いたします。 【質問の確認】 面心立方格子・六方最密構造の配位数を考えるときに,なぜ単位格子を2個つなげて考えるのか,というご質問ですね。これについて詳しくみていきましょう。 これに対して,面心立方格子では面の中心の原子から数えます。その際,2個の格子をつなげて次の図のように数えます。 最も近くにある原子は12個ですが,左側の単位格子だけで考えると点線で囲んだ4個は表せません。格子を2個つなげるのは1つの格子だけでは最も近くにあるすべての原子を数えることができないからです。 【アドバイス】 結晶構造では単位格子を基準に考えますが,実際の結晶では単位格子がいくつもつながっているので,1つの格子だけでなく今回のように2個つなげて考えることもあります。 上の図を参考に配位数をイメージしてくださいね。 それでは,これからも進研ゼミ高校講座を使って化学の学習をすすめていってください。