题目
体心立方晶格和密排六方晶格的致密度都为0.74。
体心立方晶格和密排六方晶格的致密度都为
0.74。
0.74。
题目解答
答案
错
解析
步骤 1:理解致密度的概念
致密度是指晶体结构中,原子占据的空间与整个晶胞体积的比例。它是衡量晶体结构紧密程度的一个重要参数。
步骤 2:计算体心立方晶格的致密度
体心立方晶格中,每个晶胞包含2个原子。假设原子半径为r,晶胞边长为a,则有a = 4r/√3。每个原子占据的体积为4/3πr³,因此,体心立方晶格的致密度为:
\[ \frac{2 \times \frac{4}{3} \pi r^3}{a^3} = \frac{2 \times \frac{4}{3} \pi r^3}{\left(\frac{4r}{\sqrt{3}}\right)^3} = \frac{2 \times \frac{4}{3} \pi r^3}{\frac{64r^3}{3\sqrt{3}}} = \frac{2 \times \frac{4}{3} \pi}{\frac{64}{3\sqrt{3}}} = \frac{2 \times \frac{4}{3} \pi \times 3\sqrt{3}}{64} = \frac{8\pi\sqrt{3}}{64} = \frac{\pi\sqrt{3}}{8} \approx 0.68 \]
步骤 3:计算密排六方晶格的致密度
密排六方晶格中,每个晶胞包含6个原子。假设原子半径为r,晶胞底边长为a,高为c,则有a = 2r,c = 2r√(2/3)。每个原子占据的体积为4/3πr³,因此,密排六方晶格的致密度为:
\[ \frac{6 \times \frac{4}{3} \pi r^3}{a^2c} = \frac{6 \times \frac{4}{3} \pi r^3}{(2r)^2 \times 2r\sqrt{\frac{2}{3}}} = \frac{6 \times \frac{4}{3} \pi r^3}{4r^2 \times 2r\sqrt{\frac{2}{3}}} = \frac{6 \times \frac{4}{3} \pi r^3}{8r^3\sqrt{\frac{2}{3}}} = \frac{6 \times \frac{4}{3} \pi}{8\sqrt{\frac{2}{3}}} = \frac{8\pi}{8\sqrt{\frac{2}{3}}} = \frac{\pi}{\sqrt{\frac{2}{3}}} = \frac{\pi\sqrt{3}}{\sqrt{2}} \approx 0.74 \]
致密度是指晶体结构中,原子占据的空间与整个晶胞体积的比例。它是衡量晶体结构紧密程度的一个重要参数。
步骤 2:计算体心立方晶格的致密度
体心立方晶格中,每个晶胞包含2个原子。假设原子半径为r,晶胞边长为a,则有a = 4r/√3。每个原子占据的体积为4/3πr³,因此,体心立方晶格的致密度为:
\[ \frac{2 \times \frac{4}{3} \pi r^3}{a^3} = \frac{2 \times \frac{4}{3} \pi r^3}{\left(\frac{4r}{\sqrt{3}}\right)^3} = \frac{2 \times \frac{4}{3} \pi r^3}{\frac{64r^3}{3\sqrt{3}}} = \frac{2 \times \frac{4}{3} \pi}{\frac{64}{3\sqrt{3}}} = \frac{2 \times \frac{4}{3} \pi \times 3\sqrt{3}}{64} = \frac{8\pi\sqrt{3}}{64} = \frac{\pi\sqrt{3}}{8} \approx 0.68 \]
步骤 3:计算密排六方晶格的致密度
密排六方晶格中,每个晶胞包含6个原子。假设原子半径为r,晶胞底边长为a,高为c,则有a = 2r,c = 2r√(2/3)。每个原子占据的体积为4/3πr³,因此,密排六方晶格的致密度为:
\[ \frac{6 \times \frac{4}{3} \pi r^3}{a^2c} = \frac{6 \times \frac{4}{3} \pi r^3}{(2r)^2 \times 2r\sqrt{\frac{2}{3}}} = \frac{6 \times \frac{4}{3} \pi r^3}{4r^2 \times 2r\sqrt{\frac{2}{3}}} = \frac{6 \times \frac{4}{3} \pi r^3}{8r^3\sqrt{\frac{2}{3}}} = \frac{6 \times \frac{4}{3} \pi}{8\sqrt{\frac{2}{3}}} = \frac{8\pi}{8\sqrt{\frac{2}{3}}} = \frac{\pi}{\sqrt{\frac{2}{3}}} = \frac{\pi\sqrt{3}}{\sqrt{2}} \approx 0.74 \]