【技術士補R6 基礎科目】I-4-3「結晶構造」問題の解説と解答|金属・結晶構造・原子の数を覚えよう

※本問題は、公益社団法人 日本技術士会「技術士第一次試験 過去問題(令和6年度)」より引用しています。
出典: https://www.engineer.or.jp/c_topics/010/attached/attach_10606_1.pdf

I-4-3 問題

I-4-3 材料の結晶構造に関する次の記述のに入る語句の組合せとして、最も適切なものはどれか。

結晶は、単位構造の並進操作によって空間全体を埋めつくした構造を持っている。室温・大気圧下において、単体物質の結晶構造は, FeやNaでは構造, AlやCuでは構造, TiやZnでは構造である。単位構造の中に属している原子の数は、構造では個,構造では4個,構造では2個である。

   ア      イ      ウ    エ
① 面心立方   六方最密充填 体心立方   4
② 面心立方   体心立方   六方最密充填 2
③ 体心立方   面心立方   六方最密充填 2
④ 体心立方   六方最密充填 面心立方   4
⑤ 六方最密充填 面心立方   体心立方   3

解説

金属の結晶構造に関する問題です。

時々出題されますので、3つの結晶構造と原子の数、よく問われている金属については覚えておきましょう。

金属の結晶構造 3種類

3種類の構造と単位構造の中に属している原子の数は下図の通りです。

よく問われる金属と、その結晶構造は下記の通りです。

体心立方構造Fe(鉄)Na(ナトリウム)等のアルカリ金属

面心立方構造Al(アルミニウム)Cu(銅)、Au(金)、Ag(銀)

六方最密補填構造Ti(チタン)Zn(亜鉛)、Mg(マグネシウム)

上記の要点から、問題文に解答の語句を当てはめていくと以下のように絞り込めます。

   ア      イ      ウ    エ
面心立方   六方最密充填 体心立方   4
面心立方   体心立方   六方最密充填 2
③ 体心立方   面心立方   六方最密充填 2
体心立方   六方最密充填 面心立方   4
六方最密充填 面心立方   体心立方   3

解答と注意点

解答:③

「金属ー結晶構造ー原子の数」をセットで覚えましょう。

結晶構造代表元素単位構造内の原子数
体心立方構造Fe, Na2個
面心立方構造Al, Cu, Au, Ag4個
六方最密構造Ti, Zn, Mg2個

✨もるみ先輩の評価コメント(出題頻度&解答優先度)

基礎問題は6問中、3問を選択解答します。

過去10年分のデータから、「よく出る問題か」「解答する3問に入るテーマか」という視点で独断と偏見による評価をします。問題の好みや得意分野は人それぞれのため、私の個人的な意見としてあくまでも参考として見ていただけたら幸いです。(もるみ先輩が捨て問だと思っていても、得意な人からしたらその問題は得点源です!)

頻出度:★★(直近11回の試験で5回程度。違う角度で問われることもある)

解答候補としての優先度:〇(覚えるべき得点源)

同じ問題が出るときもあれば、違う角度で問われることもある問題です。基本的な要点は必ず覚えておきましょう。

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