金刚石结构的单胞长度a就是立方体的楞长,而图中显示的原子和原子间的连线就是化学键,化学键的长度也就是原子间的距离,图中为了清楚显示结构,表示原子的圆球的半径画得很小。实际上如果将原子看做紧密排列的话,键长d就是原子半径的两倍2r。
实际金刚石中的一个碳原子有四个最近邻碳原子,形成的正四面体结构和甲烷是一样的,键间夹角也是109.5度。假设这个正四面体的楞长是L。根据正四面体的几何性质,四面体的高=(√6/3)L。中心把高分为1:3两部分。
金刚石结构的原型是金刚石晶体,又称钻石。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。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。
金刚石结构是一种由两个面心立方点阵沿立方晶胞的体对角线偏移1/4单位嵌套而成的晶体结构,属于面心立方布喇菲点阵(Bravais lattice), 立方晶系,Fd-3m (227号)空间群。
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上图是金刚石结构的,单胞长度a就是立方体的楞长
而图中显示的原子和原子间的连线就是化学键
化学键的长度也就是原子间的距离
图中为了清楚显示结构,表示原子的圆球的半径画得很小
实际上如果将原子看做紧密排列的话,键长d就是原子半径的两倍2r
为了简单,这里用甲烷分子的结构来说明问题
实际金刚石中的一个碳原子有四个最近邻碳原子
形成的正四面体结构和甲烷是一样的,键间夹角也是109.5度
假设这个正四面体的楞长是L
根据正四面体的几何性质
四面体的高=(√6/3)L。中心把高分为1:3两部分。
又从之间的结果可以d=2r,而从第一个图中容易得到 L=(√2/2)a
你弄清楚金刚石晶胞结构就会了,金刚石可看成8个部分,四个是体心立方堆积,四个是简单立方堆积,就是说金刚石晶胞8个碳为顶点,6个碳为面心,里面有四个碳上面两个,下面两个,错开放置。说到这,结合体心立方堆积与简单立方堆积的计算方法就清楚了,金刚石体对角线为8r