金属結晶の構造

金属結合によって原子が規則正しく配列した結晶を金属結晶といいます。主な結晶構造として、体心立方格子、面心立方格子、六方最密構造があります。体心立方格子、面心立方格子を紹介します。

結晶は基本構造のくり返しです。この基本構造を単位格子といいます。この単位格子中に粒子がいくつあるかを調べます。

体心立方格子では、立方体の各頂点と中心に原子が位置しています。各頂点にある粒子は８つの立方体で共有されています。パッと見で、単位格子中の頂点にある粒子は丸々１コですが、実は1/8 cut の粒子ということになります。頂点は合計８つです。1/8 cut の粒子が合計８つですから、1/8×8で１コになります。また、中心には全くcutされていない粒子が１つあります。したがって、体心立方格子の粒子数は、１＋１で２コです。

面心立方格子では、立方体の各頂点と各面の中心に原子が位置しています。面の中心にある粒子は２つの立方体で共有されています。よって、実は1/2 cut の粒子ということになります。面は６つあります。1/2 cut の粒子が合計６つですから、1/2×6で３コになります。また、各頂点にも粒子があります。1/8 cut の粒子が合計８つですから、1/8×8で１コになります。したがって、面心立方格子の粒子数は、３＋１で４コです。

〇まとめ

・体心立方格子は２コ、面心立方格子は４コの粒子がそれぞれあります。

・頂点にある粒子は1/8cut、面の中心にある粒子は1/2cutです。