Hệ tinh thể lập phương

Hệ tinh thể lập phương là một hệ tinh thể có các ô đơn vị là hình lập phương. Đây là một trong những dạng tinh thể đơn giản nhất và phổ biến nhất của các tinh thể kim loại. Một cách tổng quát, nếu viết theo các véctơ tịnh tiến không gian thì cấu trúc lập phương sẽ có các hằng số mạng  và ba góc .

Các mạng Bravais
Có ba kiểu mạng Bravais có cấu trúc tinh thể lập phương gồm:

 Lập phương đơn giản: là một hình lập phương, mỗi nút mạng là một nguyên tử nằm ở đỉnh của hình lập phương có cạnh là hằng số mạng. Cấu trúc lập phương đơn giản chỉ chứa 1 nguyên tử trong một ô nguyên tố.
 Lập phương tâm mặt (hay lập phương tâm diện): là cấu trúc lập phương với các nguyên tử nằm ở các đỉnh hình lập phương (8 nguyên tử) và 6 nguyên tử khác nằm ở tâm của các mặt của hình lập phương. Cấu trúc này chứa 4 nguyên tử trong một ô sơ cấp. Trong tinh thể học, cấu trúc lập phương tâm mặt được ký hiệu là  (Face-centered cubic). Các chất điển hình có cấu trúc fcc là nhôm, đồng...
 Lập phương tâm khối: là cấu trúc lập phương với 8 nguyên tử ở các đỉnh hình lập phương và 1 nguyên tử ở tâm của hình lập phương. Cấu trúc này chứa 2 nguyên tử trong một ô sơ cấp, và thường được ký hiệu là  (Body-centered cubic).

Các nhóm điểm và nhóm không gian
Có 36 nhóm không gian lập phương và 5 nhóm điểm được liệt kê theo bảng dưới đây:
 Nhóm điểm # Các nhóm không gian lập phương  195-199 P23  F23  I23  P213  I213    200-206 Pm  Pn  Fm  Fd  I  Pa  Ia     207-214 P432  P4232  F432  F4132  I432  P4332  P4132  I4132  215-220 P3m  F3m  I3m  P3n  F3c  I3d    221-230 Pmm  Pnn  Pmn  Pnm  Fmm  Fmc  Fdm  Fdc Imm  Iad

Hệ số xếp chặt
 Cấu trúc lập phương đơn giản có hệ số xếp chặt chỉ là 52%.
 Cấu trúc lập phương tâm mặt có hệ số xếp chặt là 74%.
 Cấu trúc lập phương tâm khối có hệ số xếp chặt 68%.
Các chất có cấu trúc tinh thể lập phương
Cấu trúc đơn nguyên tử: Cấu trúc lập phương đơn nguyên tử tồn tại khá nhiều trong các kim loại (điển hình là kim loại chuyển tiếp). Cấu trúc lập phương đơn giản có hệ số xếp chặt rất thấp nên kém bền hơn, chất điển hình mang cấu trúc này là Polonium (Po). Cấu trúc fcc và bcc tồn tại phổ biến ở các kim loại, ví dụ như đồng, nhôm... mang cấu trúc fcc, sắt, crôm... mang cấu trúc bcc.
Cấu trúc đa nguyên tử: Cấu trúc lập phương cũng tồn tại trong các chất có nhiều loại nguyên tử, ví dụ trong các hợp kim, hợp chất... Muối ăn (NaCl) là hợp chất điển hình với cấu trúc fcc, hợp kim Fe(Si) là hợp kim điển hình mang cấu trúc bcc...

Xem thêm
Cấu trúc tinh thể
Lục giác xếp chặt

Tham khảo


Thể loại:Tinh thể học
Thể loại:Vật lý chất rắn
Thể loại:Khoa học vật liệu
Thể loại:Khoáng vật học