如何理解金刚石晶胞的体对角线等于8r?

如何理解金刚石晶胞的体对角线等于8r?,第1张

因为金刚石中的排布不同,其特殊性造就对角线是8r。

金刚石的晶胞是18个碳原子(顶点8个,面心上下左右前后6个,体内两层对角线各2个共4个),运用切割法,属于一个晶胞中的应是8个碳原子,计算方法如下:顶点:8*1/8=1;面心6*1/2=3;体内4;总共为8。因为金刚石中碳是四面体构型,对应到晶胞中就是。

某些晶胞顶点的一个碳和与之最近面心的三个碳形成四面体,而这个四面体中心也填充有一个碳,这些碳彼此相切。金刚石结构可以看成两个面心立方沿着体对角线穿插而成,对角线上有三个原子,加上两顶点,共有8个半径,等于根号三a。

金刚石俗称“金刚钻”,也就是我们常说的钻石,它是一种由纯碳组成的矿物,也是自然界中最坚硬的物质。自18世纪证实了金刚石是由纯碳组成的以后。

人们就开始了对人造金刚石的研究,只是在20世纪50年代通过高压研究和高压实验技术的进展,才获得真正的成功和迅速的发展,人造金刚石亦被广泛应用于各种工业,工艺行业。

金刚石的晶胞是18个碳原子(顶点8个,面心上下左右前后6个,体内两层对角线各2个共4个),运用切割法,属于一个晶胞中的应是8个碳原子,计算方法如下:

顶点:8*1/8=1;面心6*1/2=3;体内4;总共为8。

因为金刚石中碳是四面体构型,对应到晶胞中就是,某些晶胞顶点的一个碳和与之最近面心的三个碳形成四面体,而这个四面体中心也填充有一个碳,这些碳彼此相切。

金刚石结构可以看成两个面心立方沿着体对角线穿插而成,对角线上有三个原子,加上两顶点,共有8个半径,等于根号三a。

扩展资料:

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

金刚石结构与闪锌矿结构(zincblende structure)非常相似,不同之处在于,构成闪锌矿结构的两个面心立方点阵上的原子是不同种类的,例如Zn和S, 而构成金刚石结构的原子是同种类的。闪锌矿结构的堆积率随两种原子的相对大小而变。

参考资料来源:百度百科-金刚石结构

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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