以下の問題について答えよ。ただし、答えを導く途中過程がわかるように
し、必要であれば図などを用いて説明すること。
1.
次の文章を読み, 各問いに答えよ。
ダイヤモンドの単位格子は, 一辺の長
さが3.6×10-8cmの立方体である。 単
位格子中の原子配列は,右図のように,
単位格子の頂点に ○ 炭素原子, それぞ
れの面の中央に炭素原子が並び, さ
らにその立方体を 8等分してできた小
立方体の一つおきに中心炭素原子(●)
がある。 この小立方体に着目すると,
炭素原子を中心に4個の炭素原子が
正四面体の頂点方向に共有結合した構
造をもつ。
問1 ダイヤモンド 0.50cmの中に含まれる炭素原子の数を有効数字2桁で答えよ。
中心炭素原子を
もつ小立方体
3.6×10-8cm
図 ダイヤモンドの単位格子
○: 頂点の炭素原子 ○ 面上の炭素原子
: 小立方体の中心に位置する炭素原子
問2 ダイヤモンド結晶中で単位格子の一辺の長さをα で表すとき,最も近い炭素原子
間の距離 (中心間距離) はどのように表されるか。 a を用いた式を答えよ。