题目
简单立方的密度和配位数为( )A. 52%和6B. 54%和8C. 72%和12D. 68%和8
简单立方的密度和配位数为( )
A. 52%和6
B. 54%和8
C. 72%和12
D. 68%和8
题目解答
答案
A. 52%和6
解析
本题考查简单立方晶体结构的密度和配位数的相关知识。解题思路是先明确简单立方晶体结构的特点,再根据其特点分别计算密度和配位数。
1. 计算简单立方晶体的密度
- 简单立方晶体结构中,每个晶胞包含$1$个原子($8$个顶点,每个顶点原子对晶胞的贡献为$\frac{1}{8}$,则$8\times\frac{1}{8} = 1$)。
- 设原子半径为$r$,在简单立方结构中,晶胞边长$a = 2r$。
- 晶胞体积$V=a^{3}=(2r)^{3}=8r^{3}$。
- 原子体积$V_{atom}=\frac{4}{3}\pi r^{3}$。
- 晶体密度$\eta$(原子体积占晶胞体积的百分比)的计算公式为$\eta=\frac{V_{atom}}{V}\times100\%$,将$V_{atom}=\frac{4}{3}\pi r^{3}$和$V = 8r^{3}$代入可得:
$\eta=\frac{\frac{4}{3}\pi r^{3}}{8r^{3}}\times100\%=\frac{\pi}{6}\times100\%\approx52\%$
2. 计算简单立方晶体的配位数
配位数是指晶体中一个原子周围最近邻且等距离的原子数目。在简单立方结构中,每个原子周围有$6$个最近邻的原子,所以配位数为$6$。