Ansigtscentreret kubik

En krystal er ansigt-centreret kubisk ( fcc ) eller simpelthen kubisk ansigt-centreret (på engelsk, ansigt centreret kubisk eller FCC ) hvor noder i netværket er placeret:

• til de otte hjørner af en terning  ;
• i midten af ​​hver side af denne terning.

Struktur

Det ansigtscentrerede kubiske maske har 8 ×1/8 + 6 × 1/2= 4 egne knuder. Beregningsmetoden er enkel:

• 8 knudepunkter med 8 hjørner, hver delt mellem 8 masker;
• 6 noder i midten af ​​terningens 6 ansigter, hver delt mellem 2 masker.

For eksempel krystalliserer guld , kobber og ved visse temperaturer jern (γ jern eller austenit ) i en CFC-struktur .

Den diamantlignende struktur kan beskrives som dannet ved kompenetrering af to ansigtscentrerede kubiske masker, hvor den anden udlignes af en oversættelse afpå/4, b/4, vs./4og som derfor har otte atomer pr. celle. Dette er en simpel beskrivelse, der sigter mod at fremhæve forholdet til den kompakte kubiske struktur, fordi der i virkeligheden i den diamantlignende struktur kun er ét atom i den asymmetriske enhed . Kulstof i sin diamantform og silicium , et af de mest anvendte elementer som en halvleder , krystalliserer i diamantstrukturen.

Mesh-parameter

I centreret kubisk ansigt, parameteren for den mesh let udledes: (ifølge diagonalen af en flade af terningen) med radius af atomet pågældende, hvor: . på2=4R{\ displaystyle a {\ sqrt {2}} = 4R}R{\ displaystyle R}på=4R2{\ displaystyle a = {\ frac {4R} {\ sqrt {2}}}}

I netværkscentreret kubik er enhedscellen (primitiv) en romboeder med parametre , α = 60 °. påromboeder=påterning22{\ displaystyle a _ {\ text {rhomboedre}} = a _ {\ text {cube}} {\ frac {\ sqrt {2}} {2}}}

Kompakthed

Den kompakthed eller densitet, dvs. den andel af plads, som atomerne, af ansigter-centreret kubisk maske er:

vs.=Volume ovs.vs.use´Samlet volumen=4×Vpåtomepå3=4×(43⋅πR3)(4R2)3=π26≃0,74{\ displaystyle c = {\ frac {\ mathrm {Volume ~ besat {\ acute {e}}}} {\ text {Total volume}}} = {\ frac {4 \ times V_ {atom}} {a ^ { 3}}} = {\ frac {4 \ times ({\ frac {4} {3}} \ cdot \ pi R ^ {3})} {\ left ({\ frac {4R} {\ sqrt {2} }} \ right) ^ {3}}} = {\ frac {\ pi {\ sqrt {2}}} {6}} \ simeq 0.74}

Dette er den maksimalt mulige tæthed, også nået af det kompakte sekskantede mesh (se Keplers formodning ).

Mellemliggende websteder

Den ansigtscentrerede kubiske elementære celle har to typer interstitielle steder, hvor et mindre atom (generelt) kan placeres, hvis pladsen er tilstrækkelig:

• tetraedriske steder  :
  placeret i tetraedret dannet af et hjørneatom og de 3 centrale atomer i ansigterne krydser hinanden i det samme hjørne. Hvert hjørne er knyttet til et tetraedrisk sted, som alle er indre i masken, hvilket gør 8 tetraedriske steder .

• oktaedriske steder  :
  ansigterne centreret kubisk elementarnet har et oktaedriske sted i midten af ​​masken, derfor internt i masken (tæl for 1). Det omfatter også et sted centreret i midten af ​​hver kant, delt med 4 masker, det vil sige 12 x 1/4 = 3 egne steder . De ansigtscentrerede kubiske elementære celler omfatter derfor i alt 4 oktaedriske steder pr. Celle.

Bemærkninger

• Tørstof som natriumchlorid (salt) har en CFC-lignende krystalstruktur, hvor alle oktaedriske interstitielle steder er optaget. For eksempel, hvis vi overvejer, at kloratomerne er placeret i toppen af ​​gitteret, besætter natriumatomerne alle gitterets oktaedriske steder og omvendt. Alle de oktaedriske steder (4) er besat, hvilket også svarer til antallet af knuder pr. Maske, hvilket gør det muligt at respektere støkiometrien . Denne struktur kan også ses som to indlejrede cfc-masker , forskudt af en vektor (1/2; 0; 0) .
•  Strukturen af "  diamant " -typen er en overfladecentreret kubisk struktur, hvor 4 af de 8 tetraedriske steder ( 2 nederst langs en diagonal og 2 øverst langs den anden diagonal) er optaget af atomer af samme art som dem. der udgør masken. Strukturen  af " blende " -typen  er af samme type med den forskel, at atomerne, der optager tetraedriske steder, er af en anden art ( svovl for et zinknet og omvendt for sphalerit (ZnS), det nuværende navn på blende ). Halvdelen af ​​de tetraedriske steder (4) er optaget, hvilket også svarer til antallet af atomer pr. Celle, hvilket gør det muligt at respektere støkiometrien . Den diamantlignende struktur kan også ses som to indlejrede cfc-masker, forskudt af en vektor (1/4; 1/4; 1/4) .
• Metalhydriderne, der anvendes til lagring af hydrogen, gør brug af tetraedriske steder; generelt anvendes et metal med struktur cfc, hvor hydrogenatomer "indsættes" (de absorberes), som derfor optager tetraedriske steder, såsom palladium .

Relaterede artikler

• Krystalstruktur
• Bravais-netværk
• Centreret kubisk struktur
• Diamond struktur