晶体结构 - Crystal Structures

交互式3D晶体结构可视化 - 探索立方晶系（简单立方、体心立方、面心立方）、布拉格方程、米勒指数、晶面间距、原子密度和X射线衍射图谱

晶体类型: Simple Cubic
晶格常数: 1.00 Å
配位数: 6
堆积因子: 0.52

米勒指数

面间距: d100 = 1.00 Å

布拉格方程

2d·sinθ = nλ
布拉格条件: 2 × 1.00 × sin(30.0°) = 1.00
nλ: 1.54
条件不满足

原子密度

ρ = n / V = n / a³
晶胞原子数: 1
晶胞体积: 1.00 ų
密度: 1.00 atoms/ų

X射线衍射图谱

晶体参数

晶体结构方程式

布拉格方程 2d·sinθ = nλ (n = 1,2,3...)
立方晶系 a = b = c, α = β = γ = 90°
晶面间距 d_(hkl) = a/√(h²+k²+l²)
原子密度 ρ = n/V (n = atoms per cell, V = a³)
配位数: sc = 6, bcc = 8, fcc = 12
堆积因子: sc = 0.52, bcc = 0.68, fcc = 0.74
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什么是晶体结构？

晶体结构是原子在三维空间中的有序排列。晶胞是显示晶体结构完整对称性的最小重复单元。在立方晶体系统中，晶胞是一个立方体，原子位于特定位置。

立方晶体结构

简单立方：原子仅位于立方体的角上。每个角原子被8个晶胞共享，每个晶胞有1个原子。配位数为6，堆积效率为52%。

体心立方：原子位于角上，体心有一个原子。每个晶胞有2个原子。配位数为8，堆积效率为68%。

面心立方：原子位于角上和所有面的中心。每个晶胞有4个原子。配位数为12，堆积效率为74%（等径球体的最高可能堆积效率）。

米勒指数

米勒指数是晶体格子中晶面和方向的标记系统。它们表示晶面与结晶学轴的分数截距的倒数。例如，平面平行于y和z轴，在x轴上的截距为1个晶胞长度。

布拉格方程与X射线衍射

布拉格方程（2d·sinθ = nλ）描述了由晶格平面散射的X射线相长干涉的条件。当波长为λ的X射线以角度θ照射间距为d的晶面时，只有当从相邻平面反射的波之间的路径差等于波长的整数倍时才会被强烈反射。这个原理是X射线衍射分析的基础，用于确定晶体结构。

应用领域