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結晶密度計算機は、科学者、研究者、材料技術者が分子構造と単位胞パラメータに基づいて結晶固体の密度を決定するのに役立ちます。結晶密度は、材料の充填状態に関する洞察を提供するため、結晶学、材料科学、化学において非常に重要です。 効率, 構造の プロパティ、および 安定.
この計算機を使用すると、基本的な結晶学パラメータを使用して結晶の単位体積あたりの質量を計算できるため、X 線回折 (XRD)、半導体材料、医薬品、冶金などのアプリケーションに役立ちます。
結晶密度計算の式
結晶の密度 (ρ) は次の式を使用して計算されます。
どこ：
- Z = 単位格子あたりの化学式単位（分子または原子）の数
- M = 化合物のモル質量（分子量）（g/mol）
- V = 単位セル体積（cm³またはų）
- N = アボガドロ数 (6.022 × 10²³ 分子/モル)
段階的な計算プロセス:
- Zを決定する: 分子の数 または結晶構造データから単位格子あたりの化学式単位。
- モル質量 (M) を調べる: 原子質量を使用して化合物の総分子量を計算します。
- 単位格子の体積 (V) を計算します。通常は ų (立方オングストローム) で表されますが、必要に応じて cm³ に変換する必要があります。
- アボガドロ定数 (N) を使用します。これにより、原子スケールの単位とマクロ的な特性間の変換が可能になります。
- 式を適用して結晶密度を計算します。
事前に計算された結晶密度
次の表は、一般的な結晶構造の事前計算された密度を示しています。
| 結晶構造 | Z (数式単位) | モル質量（g / mol） | 単位セル体積 (ų) | 密度（g /cm³） | |
|---|---|---|---|---|---|
| キュービック | NaCl（塩） | 4 | 58.44 | 181.5 | 2.16 |
| 六角 | SiO₂（石英） | 3 | 60.08 | 112.2 | 2.65 |
| 正方晶 | TiO₂（ルチル） | 2 | 79.87 | 62.4 | 4.23 |
| キュービック | ダイヤモンド（C） | 8 | 12.01 | 45.4 | 3.51 |
| FCC | Al（アルミニウム） | 4 | 26.98 | 66.4 | 2.70 |
この表は、さまざまな結晶構造を扱う材料科学者やエンジニアのためのクイックリファレンスとして役立ちます。
結晶密度計算機の例
次のパラメータを使用して塩化ナトリウム (NaCl) の密度を計算してみましょう。
- Z=4
- M = 58.44 g/モル
- V = 181.5 Å181.5 (cm10 に換算 → XNUMX × XNUMX⁻²⁴ cmXNUMX)
- N = 6.022 × 10²³ 分子/モル
- 式を適用します:ρ = (4 × 58.44) / (181.5 × 10⁻²⁴ × 6.022 × 10²³)
ρ = 233.76 / (1.091 × 10⁻¹⁹)
ρ ≈ 2.16 g/cm³
したがって、NaCl の密度は約 2.16 g/cm³ となり、標準的な実験値と一致します。