体心立方晶胞、面心立方晶胞和简单立方晶胞

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介绍

BCC 代表体心立方晶胞，FCC 代表面心立方晶胞。这些是原子排列的类型。在 BCC 中，结构由各种原子排列或堆积在立方晶格中，其中立方体/立方体的每个或每个角或边都与中心原子共享一个原子。因此，角或边的原子与八个不同的晶胞共享。而在 FCC 中，原子存在于立方体的每个角以及立方晶体的每个六个面的中心。因此，存在于/位于面中心的原子在两个相邻的或一个接一个的晶胞之间共享，因此，每个原子只有一半贡献给单个或唯一的晶胞。

什么是晶胞？

晶胞被定义为晶体的构建块。它们是立方体或晶格的最小重复或相似单元。这些晶胞彼此相同，以至于它们填充所有空间而没有任何重叠。这些晶胞根据晶格点进一步定义。在晶胞中，相对面彼此平行，晶胞的边连接所有等效点。主要有三种类型的晶胞，它们是 -

• 简单晶胞或原始晶胞

• BCC（体心立方）

• FCC（面心立方）

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晶胞类型

虽然有各种类型的晶胞。但在这里我们将讨论三种主要的立方晶胞，它们是 -

• 原始晶胞或简单晶胞

• FCC（面心晶胞）

• BCC（体心晶胞）

现在，我们将简要解释每个晶胞。

• 简单晶胞或原始晶胞 - 在简单或原始类型的晶胞中，构成或组成粒子仅存在于晶格的角上。这里，每个晶胞包含所有八个角原子的八分之一部分，以在晶胞中形成一个完整的原子。

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• 面心晶胞 - 它是人口最稠密或最密集的晶胞。这里，除了晶体的角之外，原子也存在于或位于立方体面的中心。因此，面心原子在两个相邻的或一个接一个的晶胞之间平等共享或划分，因此，每个原子只有一半是单个晶胞的一部分。

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• 体心晶胞 - 它与简单或原始立方晶胞相似，因为它们都包含八个位于立方晶体角上的原子。不同之处在于 BCC 包含一个位于/位于立方晶体中心或中间的原子，并且它具有开放结构。并且存在于中心的原子完全属于或位于其所在的晶胞。

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BCC 晶胞中的原子数

正如我们所知，在 BCC 晶胞中，在立方晶格的每个角上都有八个原子，并且在立方晶格的中心/中心处有一个原子。并且，每个角原子贡献其部分的 (1/8) 八分之一以形成一个晶胞。

因此，角上的所有八个原子将贡献 = (8 × 1/8) = 1

并且，在体心立方体中，在立方晶格的中心/中心处存在一个/单个原子。

因此，bcc（体心）晶胞中存在的原子总数 = (1 + 1) = 2。

FCC 晶胞中的原子数

正如我们所知，在 FCC 晶胞类型中，在立方晶格的每个或每个角上都有八个原子，并且原子也存在于或位于立方体面的中心。每个角原子贡献其部分的八分之一以形成一个晶胞。

因此，角上的所有八个原子将贡献 = (8 × 1/8) = 1

并且，立方晶格中有六个面，并且存在于/位于六个面中心的每个粒子与相邻的立方体共享。因此，面上的所有六个原子将贡献 =(6 × 1/2) = 3。

因此，fcc（面心）晶胞中存在的原子总数 = (1 + 3) = 4。

HCP 晶胞的体积

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正如我们所知，体积 = 底面积 $\mathrm{\times }$ 高度。HCP 代表六方密堆积晶胞。它具有菱形结构，底部为六边形，所有边长相等。这里，存在于六边形晶胞底部角上的原子彼此接触或接触，因此边例如 a 和 b 将与半径例如 r 形成关系，即 a = b = 2r。晶胞的高度 (h) 为，h = 两个相邻层之间的 2 倍距离 $\mathrm{=\:2\:\times\sqrt{\frac{2}{3} a}}$ 。现在，底面是六边形，正如我们所知，六边形由六个等边三角形组成，等边三角形的面积为 $\mathrm{\sqrt{3/4(side)^{2}}}$.

因此，底面积 = $\mathrm{6 \times \sqrt{3/4\cdot a^{2}}}$

因此，HCP 的体积 = $\mathrm{(6\times \sqrt{3/4a^{2}}\times 2\times \sqrt{2/3}a )}$

现在，将 a = 2r 代入，我们将得到，体积 = $\mathrm{24\sqrt{2}r^{3}}$

按对称性分类晶体结构

晶体对称性定义为内部原子排列的反射。

并且晶体根据其对称性分为七个主要的晶体学系统。它们是 - 正方晶系、立方晶系、斜方晶系、单斜晶系、六方晶系、三斜晶系和菱方晶系或三方晶系。

晶系	可能的变体	边长或轴向距离	轴角	例子
立方晶系	原始、BCC、FCC	a = b = c	$\mathrm{\alpha =\beta =\gamma =90^{\circ}}$	Cu、NaCl
正方晶系	BCC、原始	a = b $\mathrm{ eq }$ c	$\mathrm{\alpha =\beta =\gamma =90^{\circ}}$	$\mathrm{TiO_{2},CaSO_{4}}$
斜方晶系	原始、BCC、FCC	a 或 A $\mathrm{ eq}$ b 或 B $\mathrm{ eq}$ c 或 C	$\mathrm{\alpha =\beta =\gamma =90^{\circ}}$	$\mathrm{KNO_{3},BaSO_{4}}$
单斜晶系	原始、底心	A 或 A $\mathrm{ eq}$ b 或 B $\mathrm{ eq}$ c 或 C	$\mathrm{\alpha =\gamma =90 ^{\circ}\:\beta eq 90^{\circ}}$	$\mathrm{Na_{2}SO_{4}.10H_{2}O}$ 单斜硫
菱方晶系	原始	a 或 A= b 或 B = c 或 C	$\mathrm{\alpha =\beta =\gamma eq 90^{\circ}}$	方解石、HgS
六方晶系	原始	a 或 A= b 或 B $\mathrm{ eq}$ c 或 C	$\mathrm{\alpha =\beta= 90^{\circ}\:\gamma =120^{\circ}}$	ZnO、CdS、石墨
三斜晶系	原始	a 或 A $\mathrm{ eq}$ b 或 B $\mathrm{ eq}$ c 或 C	$\mathrm{\alpha eq \beta eq \:\gamma eq 90^{\circ}}$	$\mathrm{K_{2}Cr_{2}O_{7}}$

结论

在本文中，我们讨论了 BCC、FCC 原始晶胞，它们的结构，它们的原子排列，BCC 和 FCC 晶胞的原子数，晶胞的定义以及主要有三种类型的晶胞，分别称为原始立方晶胞，然后是体心（bcc）和面心（fcc）晶胞。然后，我们简要了解了它们中的每一个。发现 HCP（六方密堆积）的体积等于 $\mathrm{24\sqrt{2}r^{3}}$。最后，按对称性分类晶体结构包括七种原子排列系统，它们是 - 立方晶系、正方晶系、斜方晶系、六方晶系、菱方晶系、单斜晶系和三斜晶系。

常见问题

Q1. 什么是原始晶胞？

答：仅在角位置存在或发现组成或成分或成分粒子的晶胞称为原始晶胞。

Q2. 定义中心型晶胞？

答：中心型晶胞是指除了在立方体或立方晶格的角上发现的原子之外，还在其他位置包含原子的晶胞。

Q 3. BCC 和 FCC 晶胞中的原子数是多少？

答：在 BCC（体心）晶胞中，总共有 2 个原子存在，而在 FCC 晶胞中，总共有 4 个原子存在。

Q 4. HCP 晶胞的体积是多少？

答：HCP 晶胞的体积 = $\mathrm{24\sqrt{2}r^{3}}$，其中 r 是半径。

Q5. 基于对称性形成的所有晶系名称。

答：以下是基于对称性的所有七个晶系或晶体 -

• 立方晶胞

• 正方晶胞

• 斜方晶胞

• 六方晶胞

• 菱方晶胞

• 单斜晶胞

• 三斜晶胞。