2008年度 3年生・物理化学実験(理論化学)課題

以下の問題のうち、2問に挑戦して下さい。

Van der Waals, Berthelot, Dietericiの状態方程式から、それらの臨界点の温度、圧力、体積を求めて下さい。(状態方程式はAtkins P.21にあります。)
岩塩構造のMadelung定数を求めて下さい。(M定数の意味と値はAtkins p.788に解説があります。)
最密充填構造(面心立方格子または六方最密充填格子)の充填率を求めて下さい。(Atkins P.785に値があります。)
正20面体型の局所構造は、準結晶や金属クラスタにみられます。球形粒子を正20面体型に配置した場合の充填率を近似的に求めて下さい。
最も軽い固体について調べて下さい。(素材、構造、製法、用途など)
ダイアモンドよりも硬い物質について調べて下さい。(どんな物質か、どんな原理で固さを実現しているか。) 図書館で調べても構いませんし、計算機、インターネット、関数電卓、表計算ソフトなど駆使して下さい。ただし、答だけ、というのはだめです。(教科書に答が書いてあります。)

1番は、体積-圧力曲線の変曲点を求める問題です。数式を扱うのに慣れている人向け。
2番は、精度良くもとめるためには、かなりの計算量が必要です。表計算ソフトを使えれば、かなり作業が楽になるかもしれません。プログラムで計算するという手もあります。
3-1は簡単です。3-2を計算するには、正20面体の一辺の長さと半径の関係など、幾何学的な考察が必要です。