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化学 高校生

化学の結晶格子の密度の問題です。 鉄の密度の式は立てられけれどそれ以降のモル計算の仕方がはっきりと分からないので教えてください。

例題1 結晶格子の密度 鉄が体心立方格子の結晶構造をとるとき, 単位格子の一辺の長さは、 2.9×10cmである。 鉄原子の原子半径は何cmか。 また、この鉄の密 度は何g/cm^か。 アボガドロ定数を 6.0×10 / mol, (2.9)= 24. V3 = 1.7 とする。 (原子量 Fe=56) A 実験 1 A 実 解 指針 立方体の対角線で原子どうしが接しているので、対角線 √2a- の長さを,単位格子の一辺の長さと原子半径を用いてそ れぞれ表す。 見方・考 単位格子 準備 単位格子の一辺の長さをαとすると, 立方体の対角 線の長さは3a で, これが原子半径の4倍に等しい。 3a 直径 40 PET 栃 r 4 =v3a=1.7×2.9×10cm≒1.2×10cm 発泡 操作 単位格子には2個の原子が含まれているから, 鉄の密度は. 56 g/mol 10 ①発 単位格子中の原子の質量 単位格子の体積 6.0×1023/mol ×2 (a = (2.9×10-8 cm) 3 ≒7.8g/cm 答 原子半径1.2×10-cm, 密度 7.8g/cm3 れ 27 類題 1 面心立方格子の結晶で,単位格子の一辺の長さが4.05×10-cm の金 属がある。 この金属の原子量を求めよ。 この金属の密度を2.7g/cm, アボガドロ定数を6.0×102/mol, (4.05)3 = 66 とする。 15 15

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化学 高校生

共テ模試問題なのですが、何を言っているのかさっぱりなので教えてください。

(最密充填層) 問5 金 Au の結晶は面心立方格子であり, Au 原子が最出に が積み重なった構造 (最密構造)をとっている。 そこで, 厚さ(cm) の金箔は Au 原子の最密充填層が何層積み重なっているかを考察することにした。 文献を調べてみると、Au 原子の半程から、整備奮質層が何層積み重なってい いるかを求められることがわかった。そこで、最密構造と面心立方格子についてい 得られた情報をまとめてみた。 最密構造の1層目の最密充填層(これをA層とする) では,各原子が周囲6 個の原子と接している(図3ア)。2層目の最密充填層(これをB層とする)では、 原子はA層の3個の原子がつくるすき間 X の位置に入る (図3)。 面心立方 格子では,さらにA層のすき間Yの真上の位置に3層目の最密充填層(これを C層とする)の原子が入る(図3ウ)。 面心立方格子は,これら3つの最密充填 層がA層→B層→C層→A層→B層→C層→A層……のように繰り 返すことで,原子が積み重なってできている (図3エ )。 ☆ De- A層の原子 ア B層の原子 C層の原子 イ ウ 図3 面心立方格子における原子の積み重なり方 -94- I A層 C層 B層 A層 C層 B層 A層 図4才は, A層→B層→C層→A層の4層から一部の原子を取り出した のであり, これを斜めから見ると図4カのように立方体になっていることが 化学 わかる。図4キは、この立方体における原子の配置を示したもので1層目(A 層)の原子Aの中心とその真上の4層目(A層) の原子 A2の中心を結ぶ線が立 方体の対角線になっている。 図4クは原子 Ai, B1,B2, Ci, C2, Azの中心を 通る断面の図である。 B1 A1 ① B2 √6 キ 3 オ AM C層 B層 A層 A2 ++ 図4 面心立方格子の単位格子 a B1 /6 A1 2 すで 以上の情報から, Au 原子の半径をx(cm) とすると, 厚さ(cm)の金箔は, Au 原子の最密充填層が何層積み重なってできていると考えられるか。 層の数を 表す式として最も適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。ただし,αの 値は,の値に比べてきわめて大きいものとする。 6 層 カ - 95- a 2√6 3 Ü Y B2 ク A2 C 2 2r

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