금속 결정

금속이 이루는 기하학적 결정 구조이며, 단순입방(單純立方)구조, 체심입방(體心入方)구조, 면심입방(面心立方)구조, 육방밀집(六方密集)구조 등이 있다. 면심입방구조와 육방밀집구조를 합쳐 최조밀 쌓임 구조라고도 한다. 금속 결정을 기반으로 이온 결정의 형태 또한 결정된다. 결정의 구조를 구분하기 위해서는 단위 세포 속 입자 수, 배위수, 점유율 등을 고려해야 한다.

단순 입방 구조(sc)

단순 입방 구조

단위 세포 속 입자 수(N)는 1개이며 접하고 있는 입자 수(배위수)는 6개이다. 점유율(충진분율)은 약 52.4%이며, "L=2R"의 형태를 갖는다. 폴로늄만 이 유일하게 단순 입방 구조를 갖는다.

체심 입방 구조(bcc)

단위 세포 속 입자 수는 2개이며 배위수는 8이다. 점유율은 68.0%이며, "$\surd 3$L=4R"의 형태를 갖는다. 대부분의 1족 원소(알칼리 금속)와 세슘 및 대부분의 4주기 전이 원소들이 이 구조를 갖는다.

체심 입방 구조

최조밀 쌓임 구조

최조밀 쌓임구조를 이루는 구조들은 배위수와 점유율이 모두 동일하다.

면심 입방 구조

면심 입방 구조(fcc)

N: 4

배위수: 12

점유율: 74.0%

기타

-"${\sqrt {2}}$L=4R"

육방 밀집 구조(hcp)

N: 6

배위수: 12

점유율: 74.0%

기타

-"A=2R, B=($4\surd 6/3$)R"

면심 입방 구조와 육방 밀집 구조의 차이점

면심 입방 구조는 "ABC"구조를 이루지만, 육방 밀집 구조는 "AB"구조를 이룬다. 즉, 면심 입방 구조는 1층과 4층이 같은 형태, 육방 밀집 구조는 1층과 3층이 같은 형태이다.

금속 결정 구조의 밀도

일반적인 밀도 방정식

d=(원자 1개 질량*N)/(단위 세포의 부피)={(M/$N_{A}$)*N}/$L^{3}$

단위수와 L, R의 관계식을 알고 있으면 밀도를 구할 수 있다.

육방밀집 구조의 경우

d=($6M$/$N_{A}$)/$24{\sqrt {2}}R^{3}$

점유율을 이용한 밀도 방정식

d=(점유율)*(M/$N_{A}$)/{$(4/3)\pi R^{3}$}

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