原子半径(げんしはんけい)
Atomic Radius
原子の大きさを表す尺度で、通常は原子核の中心から最も外側の電子までの距離を指す。
ただし、電子の位置は正確に定まらないため、厳密に定義するのは難しく、複数の定義方法が存在する。
■ 原子半径の差が小さい
原子半径の差が小さい(約15%以内)と、原子が互いに置き換わって置換型固溶体を形成しやすくなる。
この場合、元の結晶構造を保ったまま、不純物原子が規則正しく並ぶことで、強度や硬さが増す効果(固溶強化)が得られる。
■ 原子半径の差が大きい
この場合、原子が結晶格子に収まりきれず、固溶しにくくなる。つまり、混ざりにくくなる。
これにより、別の結晶構造を持つ金属間化合物が形成されたり、合金の特性が低下したりすることがありる。
但し、金属同士が混ざりやすいか混ざりにくいかは、原子半径の大きさだけに留まらず、「結晶構造」「電子配置」の違いなどにより決定される。
主な金属の原子半径
金 属 名 | 原子半径 (pm) | 鉄Fe 基準(%) | 銅Cu 基準(%) | 金Au 基準(%) |
鉄 (Fe) | 124 | ― | 3.22 | 13.89 |
ニッケル (Ni) | 124 | 0 | 3.22 | 13.89 |
アルミ (Al) | 143 | 15.32 | 11.72 | 0.69 |
クロム (Cr) | 128 | 3.23 | 0 | 11.11 |
亜鉛 (Zn) | 137 | 10.48 | 7.03 | 4.89 |
鉛 (Pb) | 175 | 41.13 | 36.72 | 21.53 |
錫 (Sn) | 140 | 12.88 | 9.38 | 2.78 |
銅 (Cu) | 128 | 3.22 | ― | 11.11 |
金 (Au) | 144 | 13.39 | 12.5 | ― |
銀 (Ag) | 144 | 13.39 | 12.5 | 0 |
プラチナ (Pt) | 139 | 12.10 | 8.59 | 3.47 |
パラジウム (Pd) | 137 | 10.48 | 7.03 | 4.86 |
※原子半径の値は、共有結合半径や金属半径など、定義によって若干異なる場合があります。ここでは、一般的に使用される代表的な値です。
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