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原子質量63.5と密度8.93 kgm-3の銅原子の直径はどれくらいですか?

その原子質量と密度のみを使用して、銅原子の直径を直接計算することはできません。その理由は次のとおりです。

* 密度は巨視的な特性です: 密度とは、単位体積あたりの物質の質量を指します。原子が材料にどれだけしっかりと詰まっているかを説明していますが、個々の原子のサイズはわかりません。

* 原子質量は核に関連しています: 原子質量は、主に原子核の陽子と中性子の質量を表します。核を取り巻く電子雲のサイズを直接考慮していません。

銅原子の直径を決定するには、他の方法を使用する必要があります。

1。 X線回折: この手法は、結晶格子によるX線の散乱を分析します。結果の回折パターンを使用して、原子直径に直接関連する原子間の間隔を決定できます。

2。原子間顕微鏡(AFM): AFMは鋭いチップを使用して、材料の表面をスキャンします。先端の個々の原子との相互作用は、そのサイズと配置に関する情報を提供します。

近似:

正確ではありませんが、密度と原子質量に基づいた大まかな近似を使用できます。

1。 1つの銅原子で占められている体積を計算します:

*銅原子が密集した配置の球体のように詰め込まれていると仮定します。

* 1つの原子で占める体積は、その直径の立方体にほぼ比例します。

2。体積を密度と原子質量に関連付けます:

*密度=質量 /ボリューム

* 1つの原子の質量=原子質量 /アボガドロの数

*これらの関係を使用して、1つの原子の体積を解くことができ、直径を推定できます。

重要な注意: この近似は非常に粗く、原子の複雑な構造と固体での相互作用を説明していません。より正確な測定のために、X線回折やAFMなどの実験方法に依存することが最善です。

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