結晶密度

物質の結晶格子構造から、その単位セルにいくつの分子が存在するかを判定できます。この情報に加え、単位セルパラメータに加えて、3つの距離パラメータ(a, b, c)と3つの角度パラメータ(α, β, γ)が加わります。

密度(ρ) = (Z × M) / (a × b × c × N_A)

ここで:

• Z は単位格あたりの式単位数です
• M は物質のモル質量です。
• a、 b、 c は単位格の辺長です
• N_A はアヴォガドロの番号です

単純な立方格子の場合、原子は立方体の8つの角にのみ位置します。各角の原子は隣接する8個の単位格子と共有されており、それぞれが1つの単位格子に1/8を寄与します。

Z = 8 × (1/8) = 1

体心立方格子の場合、角に8個の原子があり、立方体の中心に1個の原子が存在します。各角の原子は隣接する8個の単位胞と共有されるため、角の各原子は1つの単位格子に1/8の割合を寄与します。中心の原子は完全に単位格子に属しています。それで、

Z = (8 × 1/8) + 1 = 2

面心立方格子の場合、角には8個の原子があり、立方体の面には6個の原子が存在します。各角の原子は隣接する8個の単位胞と共有されるため、角の各原子は1つの単位格子に1/8の割合を寄与します。面の中心にある原子は、単一単位格子に1/2の割合を寄与します。それで、

Z = (8 × 1/8) + (6 × 1/2) = 4

固形物の密度はグラム毎ミリリットル(g/mL)またはグラム毎立方センチメートル(g/cm³)で表されます。これは1ミリリットルが1立方センチメートルに相当するためです。