高校化学基礎です。 W/NA×8は何を求めているのか教えて下さい。

高校化学基礎です。
W/NA×8は何を求めているのか教えて下さい。

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2019/12/05 10:19

「モル」の考え方が分かっていますか？

原子であれ分子であれ、「アボガドロ定数」（= 6 * 10^23）の個数だけ集めると、それが「1 mol」の物質量になります。

そして、原子や分子を「アボガドロ定数」（= 6 * 10^23）の個数だけ集めると、その質量が「原子量」「分子量」「式量」に「グラム」を付けた数値になるのです。（というか、そうななるような数値が「アボガドロ定数」（= 6 * 10^23）ということ）
それが「mol」の意味です。
化学反応は分子・原子どうしで起こりますから、「反応式の係数に相当する mol 数どうしが反応する」ことになるので、物質の量を「mol」で表すと便利なのです。

つまり、例を挙げれば
・炭素12 を「アボガドロ定数」（= 6 * 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 12グラム。ということは、炭素12 のモル質量は 12g。

・酸素16 を「アボガドロ定数」（= 6 * 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 16グラム。ということは、酸素16 のモル質量は 16g。
　気体の酸素は酸素原子が2個結合した「分子：O2」の形なので、分子量は 32。従って酸素分子を「アボガドロ定数」（= 6 * 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 32グラム。ということは、酸素ガスO2 のモル質量は 32g。

・CO2 （分子量44） を「アボガドロ定数」（= 6 * 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 44グラム。ということは、CO2 （分子量44）のモル質量は 44g。


以上より、まず「W」は、「モル質量」＝ 1 モル当たりの質量つまり「アボガドロ定数個の原子を集めたものの質量」ですから、「W/NA」は「原子１個あたりの質量」になります。

そして、結晶格子を「１辺の長さ a の立方体」あらわすと、１つの「立方体」には角が８つ、つまり「原子が８個」存在します。従って、１つの結晶格子の質量は「原子８個分」ということで「原子１個あたりの質量」を８倍しています。
（単純には「８個」というわけではありませんが、ざっくりと近似しているのでしょうね）

↓　結晶格子
http://physics.thick.jp/SolidState_Physics/Secti …

あとは「結晶格子１つ分の質量（＝原子８個分の質量）」を「結晶格子１つ分の体積」（＝原子を球体とみなして、球が「ぎっしりと」詰まっているとしたときの原子１個分の体積）で割って「密度」を求めています。

No.2 回答者： Zincer 回答日時： 2019/12/05 12:55

ほとんどNo1さんに同意。

ですが、ケイ素の結晶構造はダイヤモンドと同じです。
ここで考えられる単位格子は正四面体構造（8個の頂点中の４角に原子が存在する）ではなく、それが8個集まった構造（URL参照）ですので、1つの単位格子に8個の原子が存在するのです。
ですから、「W/NA×8」は単位格子中に存在する原子の質量を表し、それを体積（a^3）で割ったものが密度となります。
※立方体（正６面体）の各頂点に１個ずつ原子が存在する「単純立方格子」では、その単位格子中に存在する原子は１個となります。
共有結合の結晶（ダイヤモンドの結晶構造）
https://examist.jp/chemistry/structure/kyoyuketu …