金刚石晶胞r与a的关系是什么

金刚石晶胞r与a的关系是什么,第1张

金刚石晶胞r与a的关系是:r=根号(3)×a/4。

先把晶胞图画出来,再找晶胞参数即边长a,与小球半径r,之间的关系。体心立方堆积即8个小球在立方体的顶点,1个小球在立方体的中心。你会发现只有体对角线上的3个小球是靠着的。

所以体对角线=根号(3)×a=4r。即,r=根号(3)×a/4。

结构辨析

金刚石与石墨同样由碳原子构成,是同素异形体。由于碳原子的结合方式不同,两种物质的性质迥异。石墨中的碳原子是按sp2杂化的方式形成共价键的,在一个平面上以共价键结合成蜂窝状结构,层与层间靠比较弱的范德华力结合。

同一层内碳原子之间的结合比金刚石还强,所以石墨的熔点比金刚石更高。但层间结合较弱,很容易发生滑移,所以硬度很低。

在晶体学中,金刚石结构又称为金刚石立方晶体结构(diamond cubic lattice structure),原型是金刚石。在金刚石晶体中,每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键,构成正四面体。

金刚石立方晶体结构中最小的碳环是六元环,最小的闭合碳环是十元环。闭合的十元碳环非常重要,它是构成晶胞的主要碳环,它的6个碳原子位于晶胞的6个面心,其余4个位于晶胞的内部,而另一个碳原子是晶胞的4个顶点。4个顶点的对角点就是四面体的另外4个顶点,十元环的对角线就是晶胞的棱长。

由于金刚石中的C-C键极强,所以金刚石硬度大,熔点极高;又因为所有的价电子均被限制在共价键区域,没有自由电子,所以金刚石不导电。

扩展资料:

一、工业用途

由于金刚石的硬度极高且导热性极高,用于沙纸、钻探、研磨工具之上,可以用来切削和刻划其他物质,以及大型集成电路等散热板上。

然而,自从1955年通用电气透过高温高压获得人造金刚石的技术后,科学家会利用高温高压制成金刚石微粒,而现在细小颗粒的合成钻石已经较同级天然钻石便宜。故此,天然钻石的工业价值已经完全消失,目前的主要用途已仅限于首饰与观赏。

二、观赏用途

金刚石由于折射率高,在灯光下显得闪闪生辉,称作钻石。巨型的美钻往往价值连城。当钻石带有蓝、绿或粉红色属十分罕有,而颜色深而鲜艳则价钱更高;目前最昂贵的有色钻石,要属带有浓艳红色的钻石。

钻石分为一型和二型两种,这主要是根据它是否含有N元素:一型含;二型不含。而蓝色的钻石是二B型的,是半导体。

参考资料:

新华网-晶体的世界之金刚石的前生今世

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