Ansiktssentrert kubikk

En krystall sies å være ansiktssentrert kubikk ( cfc ) eller bare ansiktssentrert kubikk (på engelsk, ansiktssentrert kubikk eller FCC ) når nodene i nettverket er lokalisert:

• til de åtte hjørnene i en kube  ;
• i midten av hver side av denne kuben.

Struktur

Det ansiktssentrerte kubiske nettet har 8 ×1/8 + 6 × 1/2= 4 egne knuter. Beregningsmetoden er enkel:

• 8 noder med 8 hjørner, hver delt mellom 8 masker;
• 6 noder i midten av kubens 6 ansikter, hver delt mellom 2 masker.

For eksempel krystalliserer gull , kobber og ved visse temperaturer jern (γ jern eller austenitt ) i en CFC-struktur .

Den diamantlignende strukturen kan beskrives som dannet ved kompenetrering av to ansiktssentrerte kubiske masker, hvor den andre kompenseres av en oversettelse avpå/4, b/4, vs./4og som derfor har åtte atomer per celle. Dette er en enkel beskrivelse som tar sikte på å markere forholdet til den kompakte kubiske strukturen, fordi det i virkeligheten i den diamantlignende strukturen bare er ett atom i den asymmetriske enheten . Karbon i sin diamantform og silisium , et av de mest brukte elementene som halvleder , krystalliserer seg i diamantstrukturen.

Mesh-parameter

I kubisk flatesentrert, parameteren for mesh lett utledes: (i henhold til diagonalen til en side av kuben) med radius atomet i spørsmålet, hvor: . på2=4R{\ displaystyle a {\ sqrt {2}} = 4R}R{\ displaystyle R}på=4R2{\ displaystyle a = {\ frac {4R} {\ sqrt {2}}}}

I nettverkssentrert kubikk er enhetscellen (primitiv) en romboeder av parametere , α = 60 °. påromboeder=påterning22{\ displaystyle a _ {\ text {rhomboedre}} = a _ {\ text {cube}} {\ frac {\ sqrt {2}} {2}}}

Kompaktitet

Den kompakte eller tetthet, det vil si andelen av plassen okkupert av atomene, av flatene-sentrert kubisk mesh er:

vs.=Volume ovs.vs.use´Totalt volum=4×Vpåtomepå3=4×(43⋅πR3)(4R2)3=π26≃0,74{\ displaystyle c = {\ frac {\ mathrm {Volume ~ okkupert {\ acute {e}}}} {\ text {Total volume}}} = {\ frac {4 \ times V_ {atom}} {a ^ { 3}}} = {\ frac {4 \ times ({\ frac {4} {3}} \ cdot \ pi R ^ {3})} {\ left ({\ frac {4R} {\ sqrt {2} }} \ right) ^ {3}}} = {\ frac {\ pi {\ sqrt {2}}} {6}} \ simeq 0.74}

Dette er den maksimalt mulige tettheten, også oppnådd av det kompakte sekskantede nettet (se Keplers formodning ).

Interstitial nettsteder

Den ansiktssentrerte kubiske elementære cellen har to typer interstitielle steder der, hvis det er nok plass, kan et mindre atom (generelt) legges inn:

• tetraedriske steder  :
  lokalisert i tetraeder dannet av et hjørneatom og de 3 sentrale atomer i ansiktene som krysser hverandre i samme hjørne. Hvert hjørne er koblet til et tetraedrisk sted, som alle er indre i masken, noe som gjør 8 tetraedriske steder .

• oktaedriske steder  :
  ansiktene sentrert kubisk elementærnett består av et oktaedrisk sted midt i masken, derfor internt i masken (tell for 1). Den består også av et sted sentrert i midten av hver kant, delt av 4 masker, det vil si 12 x 1/4 = 3 egne nettsteder . Ansiktssentrerte kubiske elementære celler består derfor av totalt 4 oktaedriske steder per celle.

Merknader

• Tørrstoffer som natriumklorid (salt) har en CFC-lignende krystallstruktur der alle oktaedriske interstitielle steder er okkupert. For eksempel hvis vi vurderer at kloratomene er plassert på toppen av gitteret, okkuperer natriumatomene alle gitterets oktaedriske steder, og omvendt. Alle de oktaedriske stedene (4) er okkupert, noe som også tilsvarer antall noder per maske, noe som gjør det mulig å respektere støkiometrien . Denne strukturen kan også sees på som to nestede cfc-masker , forskjøvet av en vektor (1/2; 0; 0) .
•  Strukturen av "  diamant " er en ansiktssentrert kubisk struktur der 4 av de 8 tetraedriske stedene ( 2 nederst langs en diagonal og 2 øverst langs den andre diagonalen) er okkupert av atomer av samme art som de ... som utgjør masken. Den " blende  " type struktur  er av samme type, med den forskjell at atomene som opptar tetraedriske områder er av en annen art ( svovel for en sink mesh , og vice versa, for sinkblende (ZnS), den gjeldende navn på blende ). Halvparten av de tetraedriske stedene (4) er okkupert, noe som også tilsvarer antall atomer per celle, noe som gjør det mulig å respektere støkiometrien . Den diamantlignende strukturen kan også sees på som to nestede CFC-masker, forskjøvet av en vektor (1/4; 1/4; 1/4) .
• Metallhydridene som brukes til å lagre hydrogen, bruker tetraedriske steder; generelt brukes et metall med strukturen cfc der hydrogenatomer er "satt inn" (de absorberes), som derfor okkuperer tetraedriske steder, slik som palladium .

Relaterte artikler

• Krystallstruktur
• Bravais nettverk
• Sentrert kubisk struktur
• Diamond struktur