令和5年度 問21

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金属やその結晶に関する次のA~Eの記述のうち、不適切なものの組み合わせはどれか。

  1. 金属元素の大部分は、六方最密充填構造または立方最密充填構造をとる。
  2. 立方最密充填構造は、体心立方格子である。
  3. 面心立方格子の単位格子に含まれる原子の数は2個である。
  4. 体心立方構造では、各原子は周囲の8個の原子と接触する。
  5. 六方最密充填構造では、各原子は周囲の12個の原子と接触する。

選択肢

  1. A、B
  2. A、E
  3. B、C
  4. C、D
  5. D、E



解答解説

正答は3番です。

金属元素の大部分は、六方最密充填構造または立方最密充填構造です(A)。それぞれ充填率は74%で最接近粒子数は12個です(E)。

立方最密格子を斜めから見ると、面心立方格子になります(B)体心立方格子ではありません。

結晶の最小繰り返し単位を、単位格子と呼びます。

面心立方格子に含まれる原子数は4個(側面1/2個×6か所+角1/8個×8か所)です(C)。2個ではありません。各原子は周囲の12個の原子と接触します。

体心立方格子に含まれる原子数は2個(中心1個+角1/8個×8か所)です。各原子は周囲8個の原子と接触します(D)。

項目体心立方格子面心立方格子六方最密構造
単位格子中の原子の数2個
(中心1個+角1/8個×8か所)
4個
(側面1/2個×6か所+角1/8個×8か所)
2個
※六角柱の1/3本分が単位格子となる
((側面1/2個×8か所+角1/6個×12か所)/3)
接触する原子の数81212
充填率68%74%74%

参考資料

http://chem.ru.dendai.ac.jp/Ruike/ru_i.ke/etc/hiddenfcc.pdf
最密構造と面心立方格子

chem.ru.dendai.ac.jp

https://www.shinko-keirin.co.jp/keirinkan/kou/science/fukukyozai/chem/img/01_03.pdf
固体の構造

www.shinko-keirin.co.jp

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2024年3月11日