Hogyan lehet megtalálni az elemfémek sűrűségét

Ennek egyik módja az, ha megnézi a fém csomagolási szerkezetét.

Például, ha a Wikipédia , látja, hogy a volfrám testközpontú köbös kristályszerkezettel rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy minden egységcellában két volfrámatom lesz. Ezután megjósolhatjuk a tökéletes volfrámkristályrács sűrűségét bizonyos geometriák és egységek konverziójának felhasználásával.

Először is adok egy egyenletet, amelyet könnyen be tudsz bizonyítani magadnak, így nem megyek abba. A kristály sűrűsége: $$ \ rho = \ frac {n * M} {N_A * V} $$

Ahol $ n $ az atom cellák száma az egység cellában, $ M $ az atom moláris tömege, $ N_A $ az Avogadro-szám, $ V $ az egységcella térfogata.

Tehát a Tungsten esetében ez $$ \ rho = \ frac {2 * 183,83 g * mol ^ {- 1}} {6,022 * 10 ^ {23} * (\ frac {4 * 139 * 10 ^ {- 10} cm} {\ sqrt {3}}) ^ 3} = 18,45 \ frac {g} {cm ^ 3} $$

A volfrám kísérleti sűrűsége $ 19,33 \ frac {g} {cm ^ 3} $.

A válasz: általában ennél valamivel jobb, de mégis meglehetősen közeli.

A számításhoz csak a csomagolási struktúra és az atomsugár szükséges, amely nem szerepel a periódusos rendszerben.

Valami figyelemre méltó dolog az atom-csomagolási tényező, $ APF $, amely az atomok térfogatának és az egységsejt térfogatának arányának megállapításából származik, és azt mutatja, hogy az atomok mennyi helyet töltenek be a kockában, vagy mennyire hatékonyak a szerkezet csomagolás alatt áll.

A testközpontú köbös (BCC) esetében $$ APF = \ frac {2 * \ frac {4} {3} \ pi r ^ 3} {(\ frac { 4r} {\ sqrt {3}}) ^ 3} = 0,68 $$

Ez azt jelenti, hogy a BCC egyenlő méretű gömböknél az egységnyi cellára jutó teljes szabad terület 68% -át foglalja el.

Nézze meg ezt a linket , ha erről további információt szeretne.

Tehát, hogy megválaszoljuk a tényleges kérdést, melyiket találjuk meg trend mindezzel együtt, ma már tudjuk, hogy a sűrűség függ a sugártól, amire már van trendünk, a moláris tömeg, amelynek szintén nagyon egyszerű trendje van, és a csomagolási szerkezet, amely az igazi ismeretlen.

Ez származik erről a oldalról,

A rezonáló vegyérték-kötés elméletében a azok a tényezők, amelyek meghatározzák, hogy egy fém vagy intermetallikus vegyület alternatív kristályszerkezete közül melyiket választják, a kötések rezonanciájának energiája körül forognak az interatomikus pozíciók között. Nyilvánvaló, hogy a rezonancia egyes módjai nagyobb hozzájárulást eredményeznének (mechanikailag stabilabbak, mint mások), és különösen kivételes lenne a kötvények és a pozíciók számának egyszerű aránya. A kapott elv az, hogy egy különleges stabilitás társul a legegyszerűbb arányokkal vagy “kötvényszámokkal”: 1/2, 1/3, 2/3, 1/4, 3/4 stb. A szerkezet megválasztása és az érték az axiális arány (amely meghatározza a relatív kötéshosszakat) tehát annak az eredménynek az eredménye, hogy egy atom arra törekszik, hogy vegyértékét felhasználja egyszerű, töredékes kötésszámú stabil kötések kialakításában. amit valójában nem értek, de úgy tűnik, hogy megmagyarázza, miért választanak bizonyos rácsokat.

Alapvetően azt a tényt használva, hogy a sugár csökken jobbra haladva és a molekulatömeg növekszik Jobbra haladva azt jósolhatjuk, hogy a sűrűség egyenletesen növekszik az elemi fémek periódusos rendszerében, azzal a különbséggel, hogy a különféle fémek különböző módon csomagolódnak. A hatszögletű bezárt csomagolás a leghatékonyabb csomagolási rendszer, ezért nem lennék meglepve, ha azt tapasztalom, sok nagy sűrűségű fémmel.

Remélem, hogy ez jó képet ad arról, hogy van egyfajta trend, de azt is, hogy miért nincs igazán trend.

SZERKESZTÉS:

Hogy kitaláljam, melyik a legnagyobb sűrűségű, azzal kezdem, hogy kitalálom, melyik csomag található egy hatszögletű közeli Csomagolt struktúra, mivel ez a leghatékonyabb csomagolási struktúra, $ APF $ =. 74

Megjegyzések

• kettő a leghatékonyabb csomagolási struktúra űrlapok: HCP és FCC (arccentrikus köbméter). Egyforma a csomagolási tényezőjük.