結晶ダイヤモンドの充填率を計算する方法

著者: Robert White
作成日: 4 Aug. 2021
更新日: 13 5月 2024
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【高校化学】結晶格子⑥(共有結晶:ダイヤモンド型)【理論化学】
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固体中の原子は、結晶と呼ばれるいくつかの周期構造の1つに配置されます。結晶系は全部で7つあります。例としては、単純な立方体、体積中心、顔中心があります。原子が特定の格子内に持つ体積の割合は、パッケージ化係数として知られています。材料パラメータと簡単な数学を使用して、ダイヤモンドなどの材料のこの係数を計算することができます。

ステップ1

保圧係数の式を記述します。方程式は次のとおりです。

充填係数= Natomas x真空/細胞

「Nátomos」はユニットセル内の原子数なので、「Vátomo」は原子の体積、「Vuntary cell」はユニットセルの体積です。

ステップ2

方程式の単位セルあたりの原子数を代入します。ダイヤモンドは、単位セルあたり8つの原子を持っているため、式は次のとおりです。


充填係数= 8 x真空/セルセル

ステップ3

方程式の原子の体積を代入します。それらが球形であると仮定すると、体積は次のようになります。V = 4/3 x pi xr³パッケージ係数の式は次のようになります。パッケージ係数= 8 x 4/3 x pi xr³/セル-セル

ステップ4

値をユニットセルの体積に置き換えます。セルは立方体なので、体積はV-cellcell =a³

充填係数の式は次のようになります。充填係数= 8 x 4/3 x pi xr³/a³原子 "r"の半径はsqrt(3)x a / 8に等しい

したがって、方程式は次のように簡略化されます:sqrt(3)x pi / 16 = 0.3401