體心立方晶胞、面心立方晶胞和簡單立方晶胞

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介紹

BCC 代表體心立方晶胞，FCC 代表面心立方晶胞。這些是原子排列的型別。在 BCC 中，結構由各種原子排列或堆積在立方晶格中，其中立方體/立方體的每個或每個角或邊都與中心原子共享一個原子。因此，角或邊的原子與八個不同的晶胞共享。而在 FCC 中，原子存在於立方體的每個角以及立方晶體的每個六個面的中心。因此，存在於/位於面中心的原子在兩個相鄰的或一個接一個的晶胞之間共享，因此，每個原子只有一半貢獻給單個或唯一的晶胞。

什麼是晶胞？

晶胞被定義為晶體的構建塊。它們是立方體或晶格的最小重複或相似單元。這些晶胞彼此相同，以至於它們填充所有空間而沒有任何重疊。這些晶胞根據晶格點進一步定義。在晶胞中，相對面彼此平行，晶胞的邊連線所有等效點。主要有三種類型的晶胞，它們是 -

• 簡單晶胞或原始晶胞

• BCC（體心立方）

• FCC（面心立方）

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晶胞型別

雖然有各種型別的晶胞。但在這裡我們將討論三種主要的立方晶胞，它們是 -

• 原始晶胞或簡單晶胞

• FCC（面心晶胞）

• BCC（體心晶胞）

現在，我們將簡要解釋每個晶胞。

• 簡單晶胞或原始晶胞 - 在簡單或原始型別的晶胞中，構成或組成粒子僅存在於晶格的角上。這裡，每個晶胞包含所有八個角原子的八分之一部分，以在晶胞中形成一個完整的原子。

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• 面心晶胞 - 它是人口最稠密或最密集的晶胞。這裡，除了晶體的角之外，原子也存在於或位於立方體面的中心。因此，面心原子在兩個相鄰的或一個接一個的晶胞之間平等共享或劃分，因此，每個原子只有一半是單個晶胞的一部分。

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• 體心晶胞 - 它與簡單或原始立方晶胞相似，因為它們都包含八個位於立方晶體角上的原子。不同之處在於 BCC 包含一個位於/位於立方晶體中心或中間的原子，並且它具有開放結構。並且存在於中心的原子完全屬於或位於其所在的晶胞。

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BCC 晶胞中的原子數

正如我們所知，在 BCC 晶胞中，在立方晶格的每個角上都有八個原子，並且在立方晶格的中心/中心處有一個原子。並且，每個角原子貢獻其部分的 (1/8) 八分之一以形成一個晶胞。

因此，角上的所有八個原子將貢獻 = (8 × 1/8) = 1

並且，在體心立方體中，在立方晶格的中心/中心處存在一個/單個原子。

因此，bcc（體心）晶胞中存在的原子總數 = (1 + 1) = 2。

FCC 晶胞中的原子數

正如我們所知，在 FCC 晶胞型別中，在立方晶格的每個或每個角上都有八個原子，並且原子也存在於或位於立方體面的中心。每個角原子貢獻其部分的八分之一以形成一個晶胞。

因此，角上的所有八個原子將貢獻 = (8 × 1/8) = 1

並且，立方晶格中有六個面，並且存在於/位於六個面中心的每個粒子與相鄰的立方體共享。因此，面上的所有六個原子將貢獻 =(6 × 1/2) = 3。

因此，fcc（面心）晶胞中存在的原子總數 = (1 + 3) = 4。

HCP 晶胞的體積

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正如我們所知，體積 = 底面積 $\mathrm{\times }$ 高度。HCP 代表六方密堆積晶胞。它具有菱形結構，底部為六邊形，所有邊長相等。這裡，存在於六邊形晶胞底部角上的原子彼此接觸或接觸，因此邊例如 a 和 b 將與半徑例如 r 形成關係，即 a = b = 2r。晶胞的高度 (h) 為，h = 兩個相鄰層之間的 2 倍距離 $\mathrm{=\:2\:\times\sqrt{\frac{2}{3} a}}$ 。現在，底面是六邊形，正如我們所知，六邊形由六個等邊三角形組成，等邊三角形的面積為 $\mathrm{\sqrt{3/4(side)^{2}}}$.

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

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

現在，將 a = 2r 代入，我們將得到，體積 = $\mathrm{24\sqrt{2}r^{3}}$

按對稱性分類晶體結構

晶體對稱性定義為內部原子排列的反射。

並且晶體根據其對稱性分為七個主要的晶體學系統。它們是 - 正方晶系、立方晶系、斜方晶系、單斜晶系、六方晶系、三斜晶系和菱方晶系或三方晶系。

晶系	可能的變體	邊長或軸向距離	軸角	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	$\mathrm{\alpha =\beta =\gamma =90^{\circ}}$	$\mathrm{KNO_{3},BaSO_{4}}$
單斜晶系	原始、底心	A 或 A $\mathrm{ eq}$ b 或 B $\mathrm{ eq}$ c 或 C	$\mathrm{\alpha =\gamma =90 ^{\circ}\:\beta eq 90^{\circ}}$	$\mathrm{Na_{2}SO_{4}.10H_{2}O}$ 單斜硫
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	$\mathrm{\alpha eq \beta eq \:\gamma eq 90^{\circ}}$	$\mathrm{K_{2}Cr_{2}O_{7}}$

結論

在本文中，我們討論了 BCC、FCC 原始晶胞，它們的結構，它們的原子排列，BCC 和 FCC 晶胞的原子數，晶胞的定義以及主要有三種類型的晶胞，分別稱為原始立方晶胞，然後是體心（bcc）和麵心（fcc）晶胞。然後，我們簡要了解了它們中的每一個。發現 HCP（六方密堆積）的體積等於 $\mathrm{24\sqrt{2}r^{3}}$。最後，按對稱性分類晶體結構包括七種原子排列系統，它們是 - 立方晶系、正方晶系、斜方晶系、六方晶系、菱方晶系、單斜晶系和三斜晶系。

常見問題

Q1. 什麼是原始晶胞？

答：僅在角位置存在或發現組成或成分或成分粒子的晶胞稱為原始晶胞。

Q2. 定義中心型晶胞？

答：中心型晶胞是指除了在立方體或立方晶格的角上發現的原子之外，還在其他位置包含原子的晶胞。

Q 3. BCC 和 FCC 晶胞中的原子數是多少？

答：在 BCC（體心）晶胞中，總共有 2 個原子存在，而在 FCC 晶胞中，總共有 4 個原子存在。

Q 4. HCP 晶胞的體積是多少？

答：HCP 晶胞的體積 = $\mathrm{24\sqrt{2}r^{3}}$，其中 r 是半徑。

Q5. 基於對稱性形成的所有晶系名稱。

答：以下是基於對稱性的所有七個晶系或晶體 -

• 立方晶胞

• 正方晶胞

• 斜方晶胞

• 六方晶胞

• 菱方晶胞

• 單斜晶胞

• 三斜晶胞。