内容正文:
原子分数坐标分析方法
【方法与规律】
1.原子分数坐标参数
(1)含义:以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子分数坐标
(2)原子分数坐标的确定方法
①依据已知原子的坐标确定坐标系取向
②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位
③从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线,所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标
(3)示例
晶胞中原子坐标
A(0,0,0), B(0,1,0), C(1,1,0),
D(1,0,0),
E(0,0,1), F(0,1,1), G(1,1,1), H(1,0,1),
体心:( EQ \f(1,2), EQ \f(1,2), EQ \f(1,2)), 上面心:( EQ \f(1,2), EQ \f(1,2),1), 下面心:( EQ \f(1,2), EQ \f(1,2),0),
左面心:( EQ \f(1,2),0, EQ \f(1,2)),右面心:( EQ \f(1,2),1, EQ \f(1,2)), 前面心:(1, EQ \f(1,2), EQ \f(1,2)),
后面心:(0, EQ \f(1,2), EQ \f(1,2))
2.典型晶胞结构模型的原子分数坐标
(1)简单立方体模型粒子坐标
粒子坐标
若1(0,0,0),2(0,1,0),则确定3的原子分数坐标为(1,1,0),7为(1,1,1)
(2)体心晶胞结构模型的原子坐标和投影图
粒子坐标
若1(0,0,0),3(1,1,0),5(0,0,1),则6的原子分数坐标为(0,1,1),7为(1,1,1),9为( EQ \f(1,2), EQ \f(1,2), EQ \f(1,2))
(3)面心立方晶胞结构模型的原子坐标和投影图
粒子坐标
若1(0,0,0),13( EQ \f(1,2), EQ \f(1,2),0),12(1, EQ \f(1,2), EQ \f(1,2)),则15的原子分数坐标为( EQ \f(1,2),1, EQ \f(1,2)),11为( EQ \f(1,2), EQ \f(1,2),1)
(4)金刚石晶胞结构模型的原子坐标和投影图
粒子坐标
若a原子为坐标原点,晶胞边长的单位为1,则原子1、2、3、4的坐标分别为(eq \f(1,4),eq \f(1,4),eq \f(1,4))、(eq \f(1,4),eq \f(3,4),eq \f(3,4))、(eq \f(3,4),eq \f(1,4),eq \f(3,4))、(eq \f(3,4),eq \f(3,4),eq \f(1,4))
【巩固练习】
1.以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。如图中原子1的坐标为(eq \f(1,2),eq \f(1,2),eq \f(1,2)),则原子2和3的坐标正确的是( )
A.原子2为(eq \f(1,2),0,eq \f(1,2)) B.原子2为(0,eq \f(1,2),eq \f(1,2)) C.原子3为(1,0,eq \f(1,2)) D.原子3为(0,0,eq \f(1,2))
2.以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。氧化镍原子分数坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,1),则C的坐标参数为( )
A.(eq \f(1,2),eq \f(1,2),eq \f(1,2)) B.(1,1,eq \f(1,2)) C.(eq \f(1,2),1,eq \f(1,2)) D.(1,eq \f(1,2),eq \f(1,2))
3.非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。XeF2晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标,如A点原子的分数坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(1,2),\f(1,2)))。已知Xe—F键长为r pm,则B点原子的分数坐标为________
4.一种四方结构的超导化合物的晶胞结构如图1所示,晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图1中原子1的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(1,2),\f(1,2))),则原子2和3的坐标分别为________、________
5.S与Zn所形成化合物晶体的晶胞如图所示。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。