令和6年度 基礎科目の一覧へ

令和6年度・基礎科目 I-4-3

金属の結晶構造と原子数

問題文をPDFで見る

解説

ポイント

代表的な金属の結晶構造(体心立方・面心立方・六方最密充填)と,単位構造の中の原子の数を問う問題です。

考え方と解き方

金属ごとの結晶構造は覚えものです。

原子の数は,角の原子は8つの立方体で共有なので1/8個,面の原子は2つで共有なので1/2個,内部の原子は1個と数えます。

ア:Fe(室温)や Na は,立方体の角と中心に原子がある体心立方です。

イ:Al や Cu は,角と各面の中心に原子がある面心立方です。

ウ:Ti や Zn は,六角柱にぎっしり詰まった六方最密充填です。

エ:体心立方の原子数は,角 8×1/8=1 と中心 1 で合計 2個です。面心立方は角 8×1/8=1 と面 6×1/2=3 で4個になり,文中の「4個」と合います。答えは ア 体心立方,イ 面心立方,ウ 六方最密充填,エ 2

覚えておくこと

  • 体心立方(BCC):Fe(室温)・Na・Cr・W。単位構造に2個
  • 面心立方(FCC):Al・Cu・Au・Ag・Ni。単位構造に4個
  • 六方最密充填(HCP):Ti・Zn・Mg。単位構造に2個
  • 数え方:角は1/8個,面は1/2個,内部は1個

出典:令和6年度 技術士第一次試験 基礎科目 I-4-3(公益社団法人日本技術士会) ジャンル:化学・材料