金刚石是不是简单立方 金刚石为什么是面心立方?
因为钻石的Braphy晶格是面心立方结构,所以钻石的结构称为面心立方。(Braphy lattice指的是本原只包含一个原子的晶格,或者说晶格中每个原子周围的情况都是一样的。)
立方体顶点的晶胞中有8个C原子,面中心有6个。此外,细胞中还有4个C原子(如果将细胞分成8个小立方体,这些C原子就在4个交错排列的立方体的体心)。
是由碳原子结构和碳碳共价键决定的。
钻石结构的原型是钻石的晶体结构。在金刚石晶体中,每个碳原子的四个价电子通过sp3杂化形成四个相同的原子轨道,与最近的四个碳原子形成共价键。这四个共价键之间的角度都相等,约为109.28度,这是一个精确的值,从而形成了由5个碳原子组成的正四面体结构单元,其中4个碳原子位于正四面体的顶点,1个碳原子位于正四面体的中心。由于共价键不易变形,C-C键能大,金刚石硬度高,熔点高,化学稳定性好。共价键中的电子被束缚在化学键中,不能参与导电,所以钻石是绝缘体,不导电。
菱形结构的空间堆积率(也叫占有率)低于面心立方结构()和六方密排结构(与长轴与短轴之比有关,与面心立方结构大致相同),也低于体心立方结构()。但金刚石结构的原子密度(即单位空间的原子数量)较大。这一特征对金刚石尤其重要,因为金刚石中的碳-碳键长度非常小。
钻石具有面心立方结构,SG: FD3M (227),a = 3.566,d = 3.52g/cm (3)。该结构包括两种面心立方,两种面心立方的原子相互进入 s四面体孔形成嵌套结构。再加上原子半径小,应该说是非常致密的结构。
金属晶体常见的堆垛有四种:立方最密堆垛(ccp或A1堆垛)、六方最密堆垛(hcp或A3堆垛)、立方中心堆垛(bcp或A2堆垛)和金刚石堆垛。
1.立方最密堆积
立方体紧密堆积(CCP)是大球紧密堆积的两种基本类型之一。球体的配位数为12,空间利用率为74.05%。密集层以三层的形式重复堆叠,即ABC ABC……...第四层球心的投影位置与第一层重复,第五层与第二层重复,以此类推。
金银铜的晶体结构就属于这种堆积。
2.六方最密集的包装
取晶胞时,六边形最密堆积通常取六边形圆锥体的三分之一。晶胞属于六方晶系,底部菱形的锐角必须为60°。。
六方结构中密度最大的元素是铍和镁。
3.立方体中心堆叠
面心立方是由于对称性而具有面心型的最密堆积的立方晶胞。一个晶胞涉及的14个原子属于四层:一个顶点是A层,面心和三个顶点最近的三个原子属于B层,接下来的六个原子属于C层,另一个顶点与A层的顶点相对,在下一个循环的A层。
面心立方堆积最密的简单物质有:钙、锶等。
4.钻石堆积
菱形晶格的倒晶格是体心立方晶格。因此,Si、Ge等金刚石晶体中电子的布里渊区,即体心立方晶格中的W-S原胞,呈倒角六面体形状。
具有钻石结构的物质有:C(钻石型)
有简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积和六方堆积。
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