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晶胞中的原子坐标如何确定?

一、方法介绍

晶胞中的原子坐标如何确定?

图 右手坐标系

原子的坐标就是用向量中xa+yb+zc中的(x,y,z)表达晶胞中原子的分布。任取晶胞内一点投影到三条坐标轴上即可得x,y,z。

晶胞中的原子坐标如何确定?

原点的坐标是(0,0,0)体心的坐标是(1/2,1/2,1/2)。需要注意的是:x、y、z三个数的取值范围是1>x(y,z)>-1,不会等于1或大于1,也不会等于或小于-1,若等于1,可以理解为平移到另一个晶胞,与取值为0毫无差别。因此,晶胞的8个顶角的坐标都是(0,0,0),可以简单地记忆为“1即是0”。

二、典型例题

1、试判断顶点、体心、面心、棱心的原子坐标

晶胞中的原子坐标如何确定?

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。判断图中原子1、2、3的原子坐标。(摘自2019新课标II卷)

晶胞中的原子坐标如何确定?

原子1的位置为体心,它在图中的具体位置是(1/2a,1/2a,1/2c),因书写原子坐标时不出现a和c,因此其坐标为(1/2,1/2,1/2),同理,原子2的位置为底面面心,因此其坐标为(1/2,1/2,0),原子3的位置为左后棱心,因此其坐标为(0,0,1/2)。

3、层状LiCoO2的结构如图所示,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,例如图中原子1的坐标为(0,0,0),则原子2和原子3的坐标分别为____、 ____。

晶胞中的原子坐标如何确定?

图中原子1的位置为原点,其坐标定为(0,0,0),原子2的位置为棱心,因此其坐标为(0,0,1/2),原子3的位置为棱心的一半,其坐标为(1,0,1/4),再据“1即是0”,因此其坐标为(0,0,1/4)

4、KIO3晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如下图所示。在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于_________位置,O处于___________位置。

晶胞中的原子坐标如何确定?

K(0,0,0);I原子处于晶胞中体心的位置,因此其坐标为I(1/2,1/2,1/2);O原子处于晶胞中面心的位置,因此其坐标为左右面心O(0,1/2,1/2),前后面心O(1/2,0,1/2),上下面心O(1/2,1/2,0);

K(1/2,1/2,1/2),处于体心;O原子的坐标分别变为O(1/2,0,0),(0,1/2,0),(0,0,1/2),则分处于三条棱的棱心。

5、CaTiO3有两种构型(A型和B型)

晶胞中的原子坐标如何确定?

如果将晶胞原点移到Ca2+上.就是CaTiO3的B型结构。请在上方虚线框内画出B型晶胞的结构图。

晶胞中的原子坐标如何确定?

晶胞中的原子坐标如何确定?

(责任编辑:化学自习室)
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