世の中重いほうが軽い？

質問

ウランのことについて腑に落ちない点があるので、誰かご存知の方教えてください。

　ウラン２３８は、当然質量値は２３８ですが、しかし密度的には１８．７ｇ／ｃｃしかありません。
　質量値が１９７しかないはずの金が１９．３ｇ／ｃｃもあり、原子単体での重さでは勝っているはずのウランが、密度では負けています。

　単純に考えると、質量値＝重さのような気がするのですが、これは、「結晶構造が違うため単位ｃｃあたりの原子の数が変わるから」と考えていいのでしょうか。

　また、そうだとしたらついでに大まかなウランと金の結晶構造を教えていただけるとありがたいです。
　興味本位のことなのでアバウトでいいのですが。

回答No.3

siegmund

rei00 さんが引用されているように，立方最密構造と面心立方格子は
同じことです．
立方最密構造はブラベ格子になっておらず，ブラベ格子で表現したのが
面心立方格子です．
両者は見る方向(というか，軸の方向)が違い，
立方最密構造の層に垂直な方向が面心立方格子の対角線になっています．
別の言い方をすれば，立方最密構造の層は面心立方格子の(111)面です．

立方最密構造で見たとき，一つの層で球の中心は正三角形をなしていますが，
面心立方格子の自然な面では正三角形なんてないですよね．
二等辺直角三角形になっています．
さて，面心立方格子の格子定数を a として，
例えば，A(a/2,0,a/2)，B(0,a/2,a/2)，C(0,0,a) の３つの点を取ります．
ＡとＢは面心の点，Ｃは立方体の頂点ですね．
すぐわかるように，AB = BC = CA = a/√2 で，△ABC は正三角形です．
この正三角形が立方最密構造の層に対応しています．
また，△ABC の面が(111)面です．

立方最密構造描像と面心立方格子描像では格子定数が違いますので，
rei00 さんのご心配のようなことにはなりません．
格子中の粒子数の違いと格子定数の違いで，ちょうどうまく行っています．

補足

rei00さんの参考ＵＲＬを見て思ったのですが、siegmundさんは「金は立法最密構造で、ウランは六法最密構造」とおっしゃってますが、参考ＵＲＬの説明だと、ウランの方が単位ｃｃあたりの原子数は多くなってしまわないでしょうか。（それとも、それくらい歪んでるってことなのかな？）

　あと、原子と原子がくっつくとき、格子間隔が広いということは、共有軌道電子の軌道が、原子が単体で存在するときと比べてかなり大きく歪むってことだから、これはその分不安定になると考えていいのでしょうか。