science >> Wetenschap >  >> Wiskunde

Hoe de verpakkingsfractie van een diamantrooster te berekenen

Atomen in vaste stoffen zijn gerangschikt in een van de verschillende periodieke structuren die een rooster worden genoemd. Er zijn in totaal zeven roostersystemen. Voorbeelden hiervan zijn de kubusvormige, kubusvormige kubusvormige kubusvormige en kubische opstellingen met het gezicht centraal. De hoeveelheid volume waarmee de atomen in een bepaald rooster omgaan, staat bekend als de pakkingfractie. U kunt de pakkingfractie van een materiaal zoals diamant berekenen met enkele materiaalparameters en eenvoudige wiskunde.

Noteer de vergelijking voor de pakkingfractie. De vergelijking is:

Verpakkingsfractie = Natoms x Vatom /Vunitcell

Waar Natomen het aantal atomen in een eenheidscel is, is Vatom het volume van het atoom en Vunitcell het volume van een eenheidscel.

Vervang het aantal atomen per eenheidscel in de vergelijking. Diamant heeft acht atomen per eenheidscel, dus de formule wordt nu:

Verpakkingsfractie = 8 x Vatom /Vunitcell

Vervang het volume van het atoom door de vergelijking. Aangenomen dat atomen bolvormig zijn, is het volume: V = 4/3 x pi xr ^ 3 De vergelijking voor de pakkingsfractie wordt nu: Verpakkingsfractie = 8 x 4/3 x pi xr ^ 3 /Vunitcell

Vervangen door waarde voor het volume van de eenheidscel. Omdat de eenheidscel kubisch is, is het volume Vunitcell = a ^ 3

De formule voor de verpakkingsfractie wordt dan: Verpakkingsfractie = 8 x 4/3 x pi xr ^ 3 /a ^ 3 De straal van een atoom r is gelijk aan sqrt (3) xa /8

De vergelijking wordt dan vereenvoudigd tot: sqrt (3) x pi /16 = 0.3401