氯化钠晶胞

如题所述

氯化钠的立方晶胞,揭示晶体世界的秩序之美


氯化钠,俗名食盐,其结构世界由一个特殊的立方晶胞定义。这个晶胞如同一个精密的几何构架,由face-centered cubic (fcc) 阳离子晶格与面心立方排列的阴离子交织而成,无论从哪个角落观察,都展现出相同的电解池图案。每个离子都拥有六个坐标,呈现出局部的八面体几何形态,这使得Na+与Cl-之间的平衡完美无缺。


晶胞参数与细节


NaCl的晶胞参数为我们提供了更深入的了解。其公式NaCl,晶体系统为立方,空间群Fm3m,序号225。晶胞参数包括边长a = 5.6402 Å,每个晶胞内包含4个原子。关键的原子位置如下:氯离子(Cl)位于(0, 0, 0),钠离子(Na)则位于(0.5, 0.5, 0.5),两者可互换,以保持对称性。其密度为2.17克/立方厘米,熔点高达804摄氏度。值得一提的是,氯化钠还有其他同质异形体,如MgO、TiO2等。


独特视角:111晶面的秘密


在NaCl的晶胞中,特别引人注目的是(111)平面,它是六方最密堆积的典型示例。新手可能会对这个平面不包含体心原子感到惊奇。重要的是理解,(111)面不能切割1/2、1/2、1/2的晶格!通过观察模型,你可以亲身体验这个事实的直观性,它对于理解晶体结构至关重要。


多面体揭示的奥秘


进一步探索,我们用多面体图示NaCl的晶胞结构。在每个原子周围,我们通常会绘制八面体,但在这儿,我们选择了在角落原子周围绘制,并通过颜色区分,以增强视觉效果。你可以通过Chime模型来深入体验,它允许你自由旋转和观察晶体的三维结构。在这里,你将观察到交替排列的hcp层,仅包含Na和Cl,它们的有序排列构成晶体的基本单元。

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