Hệ tinh thể lập phương

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm

Hệ tinh thể lập phương là một hệ tinh thể có các ô đơn vịhình lập phương. Đây là một trong những dạng tinh thể đơn giản nhất và phổ biến nhất của các tinh thể kim loại. Một cách tổng quát, nếu viết theo các véctơ tịnh tiến không gian thì cấu trúc lập phương sẽ có các hằng số mạng a = b = c và ba góc \alpha = \beta = \gamma = 90^o.

Các mạng Bravais[sửa | sửa mã nguồn]

Có ba kiểu mạng Bravais có cấu trúc tinh thể lập phương gồm:

  • Lập phương đơn giản: là một hình lập phương, mỗi nút mạng là một nguyên tử nằm ở đỉnh của hình lập phương có cạnh là hằng số mạng. Cấu trúc lập phương đơn giản chỉ chứa 1 nguyên tử trong một ô nguyên tố.
  • Lập phương tâm mặt (hay lập phương diện tâm): là cấu trúc lập phương với các nguyên tử nằm ở các đỉnh hình lập phương (8 nguyên tử) và 6 nguyên tử khác nằm ở tâm của các mặt của hình lập phương. Cấu trúc này chứa 4 nguyên tử trong một ô nguyên tố. Trong tinh thể học, cấu trúc lập phương tâm mặt được ký hiệu là fcc (Face-centered cubic). Các chất điển hình có cấu trúc fcc là nhôm, đồng...
  • Lập phương tâm khối: là cấu trúc lập phương với 8 nguyên tử ở các đỉnh hình lập phương và 1 nguyên tử ở tâm của hình lập phương. Cấu trúc này chứa 2 nguyên tử trong một ô nguyên tố, và thường được ký hiệu là bcc (Body-centered cubic).

Các nhóm điểm và nhóm không gian[sửa | sửa mã nguồn]

Có 36 nhóm không gian lập phương và 5 nhóm điểm được liệt kê theo bảng dưới đây:

Nhóm điểm # Các nhóm không gian lập phương
23\,\! 195-199 P23 F23 I23 P213 I213  
m\bar3\,\! 200-206 Pm\bar3 Pn\bar3 Fm\bar3 Fd\bar3 I\bar3 Pa\bar3 Ia\bar3  
432\,\! 207-214 P432 P4232 F432 F4132 I432 P4332 P4132 I4132
\bar4 3m\,\! 215-220 P\bar43m F\bar43m I\bar43m P\bar43n F\bar43c I\bar43d  
m\bar3 m\,\! 221-230 Pm\bar3m Pn\bar3n Pm\bar3n Pn\bar3m Fm\bar3m Fm\bar3c Fd\bar3m Fd\bar3c
Im\bar3m Ia\bar3d

Hệ số xếp chặt[sửa | sửa mã nguồn]

  • Cấu trúc lập phương đơn giản có hệ số xếp chặt chỉ là 52%.
  • Cấu trúc lập phương tâm mặt có hệ số xếp chặt là 74%.
  • Cấu trúc lập phương tâm khối có hệ số xếp chặt 68%.

Các chất có cấu trúc tinh thể lập phương[sửa | sửa mã nguồn]

  • Cấu trúc đơn nguyên tử: Cấu trúc lập phương đơn nguyên tử tồn tại khá nhiều trong các kim loại (điển hình là kim loại chuyển tiếp). Cấu trúc lập phương đơn giản có hệ số xếp chặt rất thấp nên kém bền hơn, chất điển hình mang cấu trúc này là Polonium (Po). Cấu trúc fcc và bcc tồn tại phổ biến ở các kim loại, ví dụ như đồng, nhôm... mang cấu trúc fcc, sắt, crôm... mang cấu trúc bcc.
  • Cấu trúc đa nguyên tử: Cấu trúc lập phương cũng tồn tại trong các chất có nhiều loại nguyên tử, ví dụ trong các hợp kim, hợp chất... Muối ăn (NaCl) là hợp chất điển hình với cấu trúc fcc, hợp kim Fe(Si) là hợp kim điển hình mang cấu trúc bcc...

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tài liệu tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Charles Kittel (1996). Introduction to Solid State Physics (ấn bản 7). John Willey & Sons Inc. ISBN 0-471-11181-3.