例:如图所示为一晶格常数为a的 Si 晶胞,求: (a)si原子半径 (b)晶胞中所有Si原子占据晶胞的百分比
时间: 2024-04-21 08:28:54 浏览: 306
计算晶胞参数
(a) Si 原子半径:
根据晶体结构理论,Si 晶体采用的是面心立方晶格结构,每个 Si 原子周围有 4 个等效的 Si 原子和 4 个等效的 C 原子。在这种晶格结构中,Si 原子的半径可以通过晶格常数 a 计算得到。
假设 Si 原子的半径为 r_Si,晶格常数为 a,则每个 Si 原子所占据的体积为 V_Si = (4/3)πr_Si^3。而晶胞的体积为 V_cell = a^3。因此,Si 原子占据晶胞的百分比为:
V_Si / V_cell = (4/3)πr_Si^3 / a^3
移项得到:
r_Si = a (3 / (4π))^(1/3)
代入晶格常数 a = 5.43 Å,可以计算得到 Si 原子的半径为:
r_Si = 2.35 Å
因此,Si 原子的半径为 2.35 Å。
(b) 晶胞中所有 Si 原子占据晶胞的百分比:
晶胞中有 8 个原子,其中每个原子所占据的体积为 V_atom = (4/3)πr_Si^3。因此,晶胞中所有 Si 原子占据晶胞的百分比为:
8V_Si / V_cell = (32/3)π(r_Si/a)^3
代入晶格常数 a = 5.43 Å 和 Si 原子半径 r_Si = 2.35 Å,可以计算得到晶胞中所有 Si 原子占据晶胞的百分比为:
(32/3)π(r_Si/a)^3 = 0.342
因此,晶胞中所有 Si 原子占据晶胞的百分比为 34.2%。
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