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金刚石晶胞中各原子的坐标参数.


y x
晶胞进行“无隙并置”时,正后面面中心的那个碳原子与 这个碳原子是同一个。所以,金刚石晶胞的前后面中心碳 原子的坐标是:1/2, 0, 1/2;
同理,金刚石晶胞的上下 面中心碳原子的坐标 是:1/2, 1/2, 0; z
y x
同理,金刚石晶胞的左右面中心碳原子的坐标是:0, 1/2, 1/2;
金刚石晶胞中各原子 的坐标参数
金刚石晶胞的两种取向
由于金刚石晶胞内部有4个碳原子,在空间分布是不对称的 所以从不同方向观察晶胞时,内部的4个碳原子的位置是不 相同的。我们把左边的图叫做取向1,右边的图叫做取向2。 它们各自绕竖直中心轴旋转90°,就能够变为对方。

前左上
后右上

后左上
后 前
前右上

z
y x
晶胞内部的4个碳原子的坐标各不相同。 先看前面上面的这一个: 是:
1/4, 1/4, 3/4;
z
y x
再看前面下面的这一个: 是:
3/4, 1/4, 1/4;
z
y x
再看后面上面的这一个: 是:
3/4, 3/4, 3/4;
z
y x
再看后面下面的这一个: 是:
1/4, 3/4, 1/4;
每个晶胞中的4个正四面体: 以底面一个顶点的碳原 子(通常取前左下)为原点建 立一个3维右手坐标系。
x轴
y轴
z轴
原点上的这个 碳原子坐标为 0,0,0;
在金刚石晶胞进行“无隙并置”时,可以看出,8个 顶点的碳原子,实际上都是作为原点的这个碳原子:
注意看清楚,与这个原点碳原子重合的是晶胞上哪一个 顶点的碳原子。 所以顶点上的8个 碳原子坐标都是 0, 0,0;
再来看这个碳原子:
无论3个棱长是否相等 确定它在 x 轴上的坐标:【把坐标轴所在的棱长定为1】 把它沿着平行于 z 轴的直线移动到 x 轴上,得到它在 x 轴 上的坐标为:1/2;
确定它在 y z 轴上的坐标: 把它沿着平行于 x 轴 的直线移动到 z 轴上, z 得到它 z 轴上的坐标为: 1/2; 再沿着 z 轴移动到 y 轴 上,得到它在 y 轴上 的坐标为:0;
后左下
前右下
前左下

后右下
晶胞中的正四面体ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ构也不相同
取向1中碳原子的位置(注意看第2、4层):【注意图形的线条颜色】
旋转90°,成为:
取向2中碳原子的位置(注意看第2、4层):【注意图形的线条颜色】
再看取向1的碳原子的位置,并据此介绍坐标参数: 8个顶点的碳原子: 6个面中心的碳原子: 4个晶胞内部的碳原子:
结束
在空间直角坐标系中,让右手拇指指向x轴的正方向, 食指指向y轴的正方向,如果中指能指向z轴的正方向,则称 这个坐标系为右手直角坐标系.
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z
y x
总之,金刚石晶胞中碳原子的坐标为: 8个顶点原子:0,0,0; 6个面中心原子:1/2, 0, 1/2; 1/2, 1/2, 0; 0, 1/2, 1/2; 4个内部原子:1/4, 1/4, 3/4; 3/4, 1/4, 1/4; 3/4, 3/4, 3/4; 1/4, 3/4, 1/4; 【取向1】 金刚石晶胞的取向不同时,即使都是取前左下的顶点原 子作原点,晶胞内部不对称的4个原子的坐标,也会发生改 变。如变为:1/4, 1/4, 1/4; 3/4, 3/4, 1/4; 3/4, 1/4, 3/4; 1/4, 3/4, 3/4; 【取向2】 实际上,以上方法不仅仅适用于立方晶胞,也适用于其 它非立方晶胞。
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