题目
碳,氢,氧这类元素在面心立方晶体中一般处于的位置是()A. 八面体间隙位置B. 四面体间隙位置C. 视情况而定D. 正常点阵位置
碳,氢,氧这类元素在面心立方晶体中一般处于的位置是()
A. 八面体间隙位置
B. 四面体间隙位置
C. 视情况而定
D. 正常点阵位置
题目解答
答案
A. 八面体间隙位置
解析
本题考查面心立方晶体结构中间隙位置的类型,关键在于理解不同间隙位置的几何特征及常见元素的占据规律。
核心思路:
- 面心立方晶体的间隙包括八面体间隙和四面体间隙,两者体积和稳定性不同。
- 八面体间隙位于面心之间的中心位置,体积较大,通常被尺寸较小的原子占据;四面体间隙位于晶胞内部的四分之一位置,体积较小。
- 碳、氢、氧等轻元素原子半径较小,通常优先占据八面体间隙,因其稳定性更高且空间足够容纳。
间隙位置的几何特征
- 八面体间隙:位于面心之间的中心位置(如坐标$(\frac{1}{2}, \frac{1}{2}, 0)$),由六个相邻金属原子包围,体积较大。
- 四面体间隙:位于晶胞内部的四分之一位置(如坐标$(\frac{1}{4}, \frac{1}{4}, \frac{1}{4})$),由四个相邻金属原子包围,体积较小。
元素占据规律
- 轻元素(如C、H、O)原子半径较小,通常优先占据八面体间隙。
- 较大原子可能占据四面体间隙,但需满足尺寸条件(原子半径小于$0.224R$,$R$为金属原子半径)。