Cubic centrat pe față

Se spune că un cristal este cubic centrat pe față ( cfc ) sau pur și simplu cubic centrat pe față (în engleză, faces cented cubic sau FCC ) atunci când nodurile rețelei sale sunt situate:

• la cele opt vârfuri ale unui cub  ;
• în centrul fiecărei părți a acestui cub.

Structura

Cubică cu fețe ochiuri are 8 ×1/8 + 6 × 1/2= 4 noduri proprii. Metoda de calcul este simplă:

• 8 noduri la 8 vârfuri, fiecare împărțit între 8 ochiuri;
• 6 noduri la centrele celor 6 fețe ale cubului, fiecare împărțit între 2 ochiuri.

De exemplu, aurul , cuprul și la anumite temperaturi fierul (γ fierul sau austenita ) cristalizează într-o structură cfc .

Diamant-ca structura poate fi descrisă ca fiind formată de către compenetranță a două ochiuri cubică cu fețe, a doua fiind compensată de o traducerela/4, b/4, vs./4și care are deci opt atomi pe celulă. Aceasta este o descriere simplă care urmărește să evidențieze relația cu structura cubică compactă, deoarece în realitate în structura asemănătoare diamantului există un singur atom în unitatea asimetrică . Carbonul în forma sa de diamant și siliciu , unul dintre cele mai utilizate elemente ca semiconductor , cristalizează în structura diamantului.

Parametrul mesh

In chip cubică, parametrul al plasei este ușor de dedus: (conform cu diagonala o față a cubului) cu raza atomului în cauză, în cazul în care: . la2=4R{\ displaystyle a {\ sqrt {2}} = 4R}R{\ displaystyle R}la=4R2{\ displaystyle a = {\ frac {4R} {\ sqrt {2}}}}

În cubul centrat în rețea , celula unitară (primitivă) este un romboedru de parametri , α = 60 °. laromboedru=lacub22{\ displaystyle a _ {\ text {rhomboedre}} = a _ {\ text {cub}} {\ frac {\ sqrt {2}} {2}}}

Compacitate

Compactitate sau densitatea, adică proporția de spațiu ocupat de atomii, plasei cubice fețe centrate este:

vs.=Voltume ovs.vs.tupe´Volum total=4×Vlatomela3=4×(43⋅πR3)(4R2)3=π26≃0,74{\ displaystyle c = {\ frac {\ mathrm {Volumul ~ ocupat {\ acute {e}}}} {\ text {Volumul total}}} = {\ 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}

Aceasta este densitatea maximă posibilă, atinsă și de rețeaua hexagonală compactă (vezi Conjectura lui Kepler ).

Site-uri interstițiale

Celula elementară cubică centrată pe fețe are două tipuri de situri interstițiale unde, dacă spațiul este suficient, poate fi adăpostit un atom mai mic (în general):

• situri tetraedrice  :
  situate în tetraedrul format dintr-un atom de colț și cei 3 atomi centrali ai fețelor care se intersectează la același colț. Fiecare colț este legat de un sit tetraedric, care sunt toate interne ale ochiurilor, făcând 8 situri tetraedrice.

• situri octaedrice  :
  celulele elementare cubice centrate pe fețe au un sit octaedric în centrul celulei, deci intern celulei (numărare pentru 1). De asemenea, cuprinde un site centrat în mijlocul fiecărei margini, împărțit de 4 ochiuri, adică 12 x 1/4 = 3 site-uri proprii. Prin urmare, celulele elementare cubice centrate pe fețe cuprind în total 4 situri octaedrice per celulă.

Observații

• Solidele precum clorura de sodiu (sarea) au o structură cristalină asemănătoare CFC în care sunt ocupate toate siturile interstițiale octaedrice. De exemplu, dacă considerăm că atomii de clor sunt localizați în vârfurile grilajului, atomii de sodiu ocupă apoi toate siturile octaedrice ale grilajului și invers. Toate siturile octaedrice (4) sunt ocupate, ceea ce corespunde și numărului de noduri pe plasă, făcând astfel posibilă respectarea stoechiometriei . Această structură poate fi, de asemenea, văzută ca două ochiuri CFC imbricate, deplasate de un vector (1/2; 0; 0) .
• Structura de   tip „ diamant ” este o structură de tip cub centrată pe față, în care 4 dintre cele 8 situri tetraedrice ( 2 în partea de jos de -a lungul unei diagonale și 2 în partea de sus de -a lungul celeilalte diagonale) sunt ocupate de atomi din aceeași specie ca cei care alcătuiesc rețeaua. Structura de tip   " blende " este de același tip, cu diferența că atomii care ocupă siturile tetraedrice sunt de altă natură ( sulf pentru o plasă de zinc și invers, pentru sfalerită (ZnS), denumirea actuală a blendei ). Jumătate din siturile tetraedrice (4) sunt ocupate, ceea ce corespunde și numărului de atomi pe celulă, făcând astfel posibilă respectarea stoechiometriei . Structura asemănătoare diamantului poate fi, de asemenea, văzută ca două ochiuri CFC cuibărite, deplasate de un vector (1/4; 1/4; 1/4) .
• Hidrurile metalice utilizate pentru stocarea hidrogenului utilizează siturile tetraedrice; în general, se folosește un metal cu structură cfc în care atomii de hidrogen sunt „introduși” (sunt absorbiți), care ocupă deci siturile tetraedrice, cum ar fi paladiu .

Articole similare

• Structură cristalină
• Rețeaua Bravais
• Structură cubică centrată
• Structura diamantată