百科问答小站 logo
百科问答小站 font logo



为什么金刚石原子级结构是正四面体,而晶体是正八面体? 第1页

  

user avatar   jiehou1993 网友的相关建议: 
      

天然金刚石确实容易长成八面体形状。实际上,很多立方晶系的宝石都容易长成八面体形状:

这种特性与宝石的晶体结构有关。很多宝石和金刚石在原子尺度的排列方式都是类似的,如下图所示:

上图中的每个立方体也称为晶胞,是能反映晶体对称性的最小结构单元:

这种面心立方的晶胞内确实包含许多正四面体。并且,这些四面体的表面都是原子堆积最紧密的面,也称密排面。一般来说,同样面积的表面,密排面具有最低的能量,因此在晶体形核和生长过程中,密排面往往最容易形成

金刚石晶体中存在四个等价但不同方向的密排面,所以,直觉上,天然形成的金刚石应该会是个正四面体形状:

然而这样的四面体由四个非常尖锐的顶角。对同样体积的材料而言,顶角越尖锐,表面积越大,表面能就越高,就越不稳定。

所以,相比于长出四个尖锐的顶角,金刚石更愿意长的“圆润”一些。把四个顶角沿着密排面切掉,剩下的表面依然是能量最低的密排面,但同样体积材料的表面积却减小了很多,自然也就更稳定,更容易形成。

切掉四个顶角后,正四面体就变成了更“圆润”的正八面体,也就是我们常看见的天然金刚石形状:

上面这个八心八箭八面体原子模型可是我费了老大劲才切出来的,大家好意思不点赞就走么。

欢迎关注:




  

相关话题

  洛伦兹力不做功,是不是可以认为磁场不可能传递能量? 
  有哪些「迷信」看似荒谬,实则有科学依据? 
  一本课本的知识要在科学实践中积累多久才能构成? 
  汽油在水里为什么会呈现五彩色? 
  世界上都有哪些有毒的美食? 
  传说中达芬奇的成就是真的么? 
  石墨层间的范德华力和温度有什么关系? 
  请专业人士帮我看下这这两是什么材质的饰品? 
  如果在其他条件都相似的情况下,地球重力为5个G(或更大),那演化出的生命会和现在有什么不同吗? 
  不慎高空坠落,如何自救? 

前一个讨论
人文素养对于理工科学生做科研有什么影响?有多重要?
下一个讨论
有哪些材料科学上的事实,没有一定材料学知识的人不会相信?





© 2025-04-03 - tinynew.org. All Rights Reserved.
© 2025-04-03 - tinynew.org. 保留所有权利