题目
[题目]体心立方结构中,如果把原子看作是半径-|||-为r的刚性小球,则晶格常数a与原子半径r之间的-|||-关系是什么?

题目解答
答案

解析
体心立方结构的晶胞由8个顶点原子和1个体心原子构成。晶格常数a是立方体的边长,原子半径r是原子间最小距离(即最近邻距离)的一半。解题核心在于确定最近邻原子间距的位置:在体心立方中,最近邻原子位于体对角线方向,间距为体对角线的一半。通过几何关系建立方程,即可推导出a与r的关系。
步骤1:确定最近邻原子间距
体心立方中,体心原子与顶点原子是最近邻。体对角线长度为$\sqrt{3}a$,体心到顶点的距离为体对角线的一半,即$\frac{\sqrt{3}a}{2}$。此距离等于两个原子半径之和,即$2r$。
步骤2:建立方程
根据上述关系,列方程:
$\frac{\sqrt{3}a}{2} = 2r$
步骤3:求解a与r的关系
将方程变形得:
$a = \frac{4r}{\sqrt{3}}$