晶胞:
1.定義描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元叫做晶胞。
2.結(jié)構(gòu)一般來說,晶胞為平行六面體,晶胞只是晶體微觀空間里的一個(gè)基本單元,在它的上、下、左、右、前、后無隙并置地排列著無數(shù)晶胞,而且所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類、個(gè)數(shù)及幾何排列是完全相同的。“無隙”是指相鄰晶胞之間沒有任何間隙,“并置”是指所有晶胞都是平行排列的,取向相同。
晶胞中微粒數(shù)目的確定:
計(jì)算晶胞中微粒數(shù)目的常用方法是均攤法。均攤法是指每個(gè)晶胞平均擁有的粒子數(shù)目。如某個(gè)粒子為n個(gè)晶胞所共有,則該粒子有屬于這個(gè)晶胞。
(1)長方體(或正方體)形晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算。
①處于頂點(diǎn)的粒子,同時(shí)為8個(gè)晶胞所共有,每個(gè)粒子有屬于該晶胞。
②處于棱上的粒子,同時(shí)為4個(gè)晶胞所共有,每個(gè)粒子有屬于該晶胞。
③處于面上的粒子,同時(shí)為2個(gè)晶胞所共有。每個(gè)粒子有屬于該晶胞。
④處于晶胞內(nèi)部的粒子,則完全屬于該晶胞。
(2)非平行六面體形晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算同樣可用均攤法,其關(guān)鍵仍然是確定一個(gè)粒子為幾個(gè)晶胞所共有。例如,石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成許多個(gè)六邊形,其頂點(diǎn)(1個(gè)碳原子)對六邊形的貢獻(xiàn)為,那么每一個(gè)六邊形實(shí)際有6×=2個(gè)碳原子。
(3)在六棱柱晶胞(如圖所示 MgB2的晶胞)中,頂點(diǎn)上的原子為6 個(gè)晶胞(同層3個(gè),上層或下層3個(gè)) 共有,面上的原子為2個(gè)晶胞共有,因此鎂原子個(gè)數(shù)為12×+2×=3,硼原子個(gè)數(shù)為6。
特別提醒:在晶胞中微粒個(gè)數(shù)的計(jì)算過程中,不要形成思維定式,不同形狀的晶胞應(yīng)先分析任意位置上的一個(gè)粒子被幾個(gè)晶胞共用,如六棱柱晶胞中,頂點(diǎn)、側(cè)棱、底面上的棱、面心上的原子依次被6、3、4、2 個(gè)晶胞共用。
有關(guān)晶胞密度的計(jì)算步驟:
①根據(jù)“分?jǐn)偡ā彼愠雒總(gè)晶胞實(shí)際含有各類原子的個(gè)數(shù),計(jì)算出晶胞的質(zhì)量m:
②根據(jù)邊長計(jì)算晶胞的體積V:
③根據(jù)進(jìn)行計(jì)算,得出結(jié)果。
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