题目
以原子半径R为单位,fcc晶体的点阵常数a是____。A. 2 (2)1/2 R, B. 4 (2)1/2 R, C. 4 (3)1/2 R, D. 4 (3)1/2 R / 3 E.
以原子半径R为单位,fcc晶体的点阵常数a是____。
A. 2 (2)1/2 R,B. 4 (2)1/2 R,
C. 4 (3)1/2 R,
D. 4 (3)1/2 R / 3
E.
题目解答
答案
A
解析
考查要点:本题主要考查学生对面心立方(fcc)晶体结构中晶格常数$a$与原子半径$R$关系的理解。
解题核心思路:
在fcc晶体中,原子在立方体的面心和顶点处,且面对角线方向的原子相互接触。通过几何关系,面对角线长度等于4R(两个原子直径之和),结合立方体面对角线公式$a\sqrt{2}$,即可推导出$a$的表达式。
破题关键点:
- 明确fcc结构中原子的排列方式;
- 确定原子接触方向(面对角线方向);
- 建立几何方程求解$a$。
在fcc晶体中,每个晶胞的原子分布在立方体的顶点和面心。顶点原子被相邻晶胞共享,面心原子属于当前晶胞。
关键步骤:
- 面对角线长度:
立方体的面对角线长度为$a\sqrt{2}$。 - 原子接触条件:
面对角线方向的两个相邻原子相互接触,中心间距为$2R$(原子直径)。
因此,面对角线长度等于$4R$(两个原子直径之和)。 - 建立方程:
$a\sqrt{2} = 4R$ - 求解$a$:
$a = \frac{4R}{\sqrt{2}} = 2\sqrt{2}R$
综上,fcc晶体的点阵常数$a$为$2\sqrt{2}R$,对应选项A。