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晶胞中八面體和四面體空隙位置,你了解嗎?

 宇航a 2025-04-22 發(fā)布于陜西

晶胞中?正八面體空隙?和?正四面體空隙?的求法需結(jié)合幾何分析和共享規(guī)律,以下分結(jié)構(gòu)類(lèi)型總結(jié):


?一、面心立方(FCC)結(jié)構(gòu)?

?1. 正四面體空隙?

  • ?位置?:每條體對(duì)角線的 ?1/4? 和 ?3/4? 處(如坐標(biāo)(1/4,1/4,1/4)(3/4,3/4,3/4)等)?。
  • ?數(shù)量?:每條體對(duì)角線貢獻(xiàn) ?2? 個(gè)空隙,晶胞共 ?4? 條體對(duì)角線,總計(jì) ?8? 個(gè)?

?2. 正八面體空隙?

  • ?位置?:
    • ?棱心?:每條棱的中點(diǎn)(如坐標(biāo)(1/2,0,0))?。
    • ?體心?:晶胞中心(坐標(biāo)(1/2,1/2,1/2))?。
  • ?數(shù)量?:
    • 12條棱各貢獻(xiàn) ?1/4? 個(gè)空隙(共享給4個(gè)晶胞),合計(jì) ?12×1/4=3? 個(gè);
    • 體心 ?1? 個(gè),總計(jì) ?4? 個(gè)?

?二、體心立方(BCC)結(jié)構(gòu)?

?1. 正四面體空隙?

  • ?位置?:晶胞的每個(gè)面上(如坐標(biāo)(1/4,1/2,0))?。
  • ?數(shù)量?:每個(gè)面有 ?4? 個(gè),共 ?6? 個(gè)面,因共享僅計(jì) ?6×4×1/2=12? 個(gè)?

?2. 正八面體空隙?

  • ?位置?:
    • ?棱心?:每條棱的中點(diǎn)(共享給4個(gè)晶胞)?。
    • ?面心?:每個(gè)面中心(共享給2個(gè)晶胞)?
  • ?數(shù)量?:
    • 12條棱貢獻(xiàn) ?12×1/4=3? 個(gè);
    • 6個(gè)面心貢獻(xiàn) ?6×1/2=3? 個(gè),總計(jì) ?6? 個(gè)?

?三、六方最密堆積(HCP)結(jié)構(gòu)?

?1. 正四面體空隙?

  • ?位置?:沿晶胞棱和內(nèi)部(如坐標(biāo)(0,0,3/8)(2/3,1/3,1/8)等)?。
  • ?數(shù)量?:
    • 內(nèi)部 ?8? 個(gè);
    • 6條棱各貢獻(xiàn) ?12×1/3=4? 個(gè)(共享給3個(gè)晶胞),總計(jì) ?12? 個(gè)?。

?2. 正八面體空隙?

  • ?位置?:晶胞內(nèi)部(如坐標(biāo)(1/3,2/3,1/4))?。
  • ?數(shù)量?:共 ?6? 個(gè)?

?四、通用計(jì)算方法?

  1. ?幾何分析?:
    • 四面體空隙由 ?4個(gè)原子? 構(gòu)成四面體中心,八面體空隙由 ?6個(gè)原子? 構(gòu)成八面體中心?。
  2. ?共享規(guī)律?:
    • 空隙位于晶胞邊界時(shí)需按共享數(shù)(如棱心共享4次、面心共享2次)計(jì)算貢獻(xiàn)值?。
  3. ?坐標(biāo)法?:
    • 通過(guò)晶胞坐標(biāo)系確定空隙中心位置(如體對(duì)角線分割比或?qū)ΨQ(chēng)中心)?。

?五、應(yīng)用示例?

  • ?NaCl結(jié)構(gòu)?:Cl?形成FCC晶胞,Na?占據(jù)所有 ?4個(gè)八面體空隙? ?。
  • ?金剛石結(jié)構(gòu)?:C原子占據(jù)FCC晶胞的 ?50%四面體空隙? ?。

通過(guò)以上方法,可系統(tǒng)求解不同晶胞中空隙的位置和數(shù)量?

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