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晶体点阵

关于这个模拟实验

本模拟展示原子如何堆积成重复的晶胞。学生可在简单立方、体心立方、面心立方、岩盐和金刚石之间选择,然后改变原子大小、旋转、化学键和空间填充显示。一个开关可将一个晶胞扩展为 2×2×2 的超胞。读数给出每晶胞原子数、配位数、堆积效率以及显示的原子数。它适用于讲解固体、金属、离子晶体,以及为什么不同的排列方式填充空间的效率各不相同。

学生可以探索什么

  • 在简单立方、BCC 和 FCC 之间切换,并比较“每晶胞原子数”读数。
  • 读取每种点阵的“堆积效率”,并说明哪一种最有效地利用空间。
  • 开启 2x2x2 超胞,观察单个高亮晶胞如何在各个方向重复。
  • 选择岩盐(NaCl),描述两种离子如何交替排列。
  • 依次开启“空间填充”和“显示化学键”,比较相互接触的原子与化学键连接。

学习目标

  1. 1将晶体描述为在三维空间中重复排列的晶胞。
  2. 2通过统计共享的角原子、棱原子和面原子,计算每个晶胞的原子数。
  3. 3比较立方点阵之间的配位数和堆积效率。
  4. 4识别氯化钠和金刚石的结构。

教师常问的问题

免费吗?

是的。它免费,可在任何现代浏览器中运行,包括平板电脑和课堂电子白板,且无需注册。

为什么一个晶胞包含的原子数少于你看到的原子数?

角、棱和面上的原子与相邻晶胞共享。角原子计为八分之一,棱原子计为四分之一,面原子计为二分之一,因此简单立方共有一个原子。

哪一种立方点阵的堆积最紧密?

面心立方约占空间的74%,每个原子有12个邻居。体心立方约占68%,简单立方约占52%。

如何在课堂上使用?

从下拉菜单中选择点阵,调整“原子大小”和“旋转”,并切换超胞、化学键和空间填充开关。读取“每晶胞原子数”和“堆积效率”数值,并比较各种点阵。

嵌入这个模拟实验

免费嵌入你的学习平台、博客或班级网站。

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