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金刚石及氟化钙晶胞详解高中化学王 [复制链接]

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为了帮助大家理解原子的相对位置,我们首先引入三维坐标概念

金刚石晶胞详解

金刚石晶胞:面心立方结构,共有8粒碳原子,分别位于八个角,每角位占1/8粒,六个面心,每面占1/2粒,其余四整粒处于角原子及近邻面心原子间(底部对角两粒,顶部对角两粒),与旁边的四粒碳原子以共价键结合,组成了四个四面体。

为了方便大家理解,我们将晶胞从上方进行投影

为了探究晶胞边长与碳原子半径的关系,我们将大的晶胞分成八个小的正方体,对小正方体进行深入计算。

可以得出晶胞边长a与碳原子半径r的关系及空间占有率

金刚石型堆积(Si,Ge,a~Sn)与此相同

CaF2晶胞详解

其中阳离子Ca2+呈立方密堆积,阴离子F填充在四面体空隙中,位于对角线的1/4和3/4处。Ca2+、F离子的配位数分别为8和4。在一个晶胞中有4个Ca2+、8个F。

氟离子坐标

设Ca和F的离子半径分别为r+和r-,晶胞参数(晶胞边长)为a

CaF2晶胞中含8个F,4个Ca,这12个原子总体积V1=4/3×π(4r++8r-)

晶胞体积V2=a利用率=V1÷V2

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