La masse volumique d’un cristal peut être déterminée théoriquement connaissant la structure de sa maille conventionnelle. Pour une maille contenant un nombre \( N \) d’atomes de masse \(m_{atome}\) on a alors :
$$ \rho = \frac{N \times m_{atome}}{V_{maille}} $$
Exemple : cas du cuivre
Le cuivre cristallise suivant une structure cubique à faces centrées de paramètre de maille \(a = 3,61 \cdot 10^{-10}\ \mathrm{m} \) 1.
Une maille contient 4 atomes de cuivre de masse \( m_{Cu} = 1,06 \cdot 10^{-25}\ \mathrm{kg} \) 2.
La masse volumique du cristal correspondant sera alors donnée par :
$$ \rho = \frac{4 \times m_{Cu}}{a^3} = \frac{4 \times 1,06 \cdot 10^{-25}\ \mathrm{kg}}{(3,61 \cdot 10^{-12}\ \mathrm{m})^3} \simeq 9,01 \cdot 10^{3}\ \mathrm{kg \cdot m^{-3}} $$
La masse volumique théorique d’un cristal de cuivre cubique à faces centrées vaut donc environ \( 9,01 \cdot 10^{3}\ \mathrm{kg \cdot m^{-3}} \).
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Catherine F. Smura; Dinah R. Parker; Mohamed Zbiri; Mark R. Johnson; Zoltán A. Gál; Simon J. Clarke, High-Spin Cobalt(II) Ions in Square Planar Coordination: Structures and Magnetism of the Oxysulfides Sr2CoO2Cu2S2 and Ba2CoO2Cu2S2 and Their Solid Solution, Journal of the American Chemical Society, 2011, 133, 2691-2705 ↩︎
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Coursey, J.S., Schwab, D.J., Tsai, J.J., and Dragoset, R.A. (2015), Atomic Weights and Isotopic Compositions (version 4.1). [Online] Available: http://physics.nist.gov/Comp [2020, 10, 26]. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD. ↩︎