密度[g/cm^3]を求めるときに考えたいのは単位格子の体積と質量。
《体積》一辺が4.0×10^-8と記述があるため、(4.0×10^-8)^3=6.4×10^-23
《質量》
与えられている単位から質量を求めることを考える。
式量[g/mol]
アボガドロ定数[/mol]
式量/アボガドロ定数=質量[g]となる。
ここで、チタン酸バリウムBaTiO₃は
Ba2+、Ti4+、O2-が1:1:3
単位格子中に含まれるそれぞれのイオンの数も1:1:3
そのためこのままで求めて良い。
質量233/(6.0×10^23)[g]
密度=質量/体積
={233/(6.0×10^23)}/6.4×10^-23
=233/38.4
=6.06
≒6.1
《質量》の部分で単位格子に含まれるイオンの数を確かめているのだが、この理由について。
式量/アボガドロ定数で求められる質量というのは、BaTiO₃1個分である。
ここで、たとえば酸化銅(ⅰ)について考えると、酸化銅(ⅰ)の組成式はCu₂Oと表されるが、酸化銅(ⅰ)の単位格子には銅イオン4個と酸化物イオン2個を含むため、単位格子に含まれるCu₂Oは2個分考える必要がある。
このように、モル質量とアボガドロ定数のみではひとかたまり分の質量しか出せないから、粒子の数を最後に掛ける必要がある。
結晶格子の問題で大事な公式は
d/M=N/6.0×10^23
(d:密度 M:モル質量 N:単位格子あたりの粒子の個数)
これを覚えておけば計算のみで簡単に解けるようになる。