この実験について
単位格子を回転・拡張して、頂点、面、辺、格子内部のサイトを確認します。共有粒子数を数え、充填率と密度を計算し、イオンの格子と分子中心の格子を区別します。
学習目標
- 境界上の粒子が1つの単位格子に寄与する割合を数えます。
- 剛体球の接触関係を立方格子定数に関連付けます。
- イオン結晶における粒子数と化学式単位数を区別します。
使い方
- 1FCCの頂点サイトと面サイトを選択し、それぞれの共有割合を比較します。
- 2隠れたサイトを表示し、FCC単位胞内の有効粒子数が4個であることを確認します。
- 3BCCに切り替え、充填率をFCCの結果と比較します。
- 4岩塩型単位胞を調べ、有効イオン8個と化学式単位4個を区別します。
モデル
前提条件
- 単原子構造では剛体球を用います。岩塩型単位胞は2つのFCC副格子からなり、その大きさによって、異種イオン同士だけでなく陰イオン同士の重なりも防がれます。
- 分子の選択肢は、二量体の中心を格子点とする仮想的な単純立方格子であり、実在する分子性固体の構造を表すものではありません。剛体球充填率は意図的に省略しています。
- 視覚的な展開は図を見やすく分離するためだけのものです。密度と接触幾何は、常に展開前のモデル単位胞に基づきます。熱運動と格子エネルギーは考慮していません。
授業で試してみましょう
- Q1なぜ隅にある球の寄与は8分の1だけなのですか？
- Q2なぜ岩塩型の慣用単位胞には化学式単位が4個ある一方、イオンは8個あるのですか？
よくある質問
FCCは常に同じ化学結合を意味しますか？
いいえ。FCCは幾何学的な配列を表します。格子点は原子、またはイオンの一方の副格子を表す場合があります。化学的性質を知るには、追加情報が必要です。
陽イオンが非常に小さいとき、岩塩型格子の格子定数が変化しなくなるのはなぜですか？
陽イオン半径が十分に小さくなると、異種イオン同士が接触するより先に、陰イオンのFCC骨格で陰イオン同士が接触します。このモデルでは、2つの最小格子サイズのうち大きい方を採用します。