Dựng tinh thể: ô mạng cơ sở và độ đặc khít

Xoay sáu cấu trúc tinh thể, đếm số nguyên tử mỗi ô và so sánh mức độ đặc khít.

Mục tiêu

Tìm Z (số nguyên tử mỗi ô), số phối trí và độ đặc khít của mỗi cấu trúc.

Dụng cụ và hoá chất

Chỉ là mô phỏng. Cỡ nguyên tử theo khoảng cách gần nhất; trong các cấu trúc ion, hai loại ion có cỡ khác nhau.

Giải thích

Nguyên tử ở đỉnh tính $1/8$, ở cạnh $1/4$, ở mặt $1/2$, bên trong ô $1$; cộng lại được $Z$. Độ đặc khít là $Z\cdot\frac{4}{3}\pi r^3/a^3$ với các nguyên tử chạm nhau theo phương tiếp xúc ngắn nhất: dọc cạnh với lập phương đơn giản ($a = 2r$), đường chéo khối với BCC ($a = 4r/\sqrt3$) và đường chéo mặt với FCC ($a = 2\sqrt2\,r$). Kim cương rỗng (34 %) vì mỗi nguyên tử chỉ có bốn lân cận tứ diện, cái giá của liên kết cộng hoá trị có hướng. Những cấu trúc tinh thể như thế này chính là thứ nhiễu xạ tia X đo được.

Thí nghiệm ảo: một mô hình đơn giản hoá để xây dựng trực giác. Nó không thay thế thực hành thật và huấn luyện an toàn; không tự làm lại tại nhà khi không có người hướng dẫn.