
【化】 cubic system; isometric system
立方晶系(Cubic Crystal System)是晶體學中七大晶系之一,其核心特征為三個晶軸長度相等且相互正交(a=b=c,α=β=γ=90°)。該晶系因其高度對稱性,在材料科學和固體物理學中具有重要地位。根據國際晶體學聯合會(IUCr)分類标準,立方晶系包含以下三種布拉維點陣:
簡單立方(Simple Cubic, SC)
原子僅分布于立方體頂點,如钋(Po)的α相晶體結構。其配位數為6,空間群為Pm-3m。
體心立方(Body-Centered Cubic, BCC)
除頂點外,立方體中心含有一個原子,典型代表為α-Fe(鐵素體)。配位數提升至8,對稱性符合Im-3m空間群。
面心立方(Face-Centered Cubic, FCC)
原子分布于頂點和各面中心,常見于銅(Cu)、鋁(Al)等金屬。配位數達12,空間群為Fm-3m,其密堆積效率最高(74%)。
該晶系在工程應用廣泛,如鑽石的FCC結構賦予其超高硬度(參考劍橋大學材料科學系),而矽(Si)的立方對稱性則是半導體産業的基礎。布拉格方程$nλ=2dsinθ$在該晶系X射線衍射分析中發揮關鍵作用。
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立方晶系(又稱等軸晶系)是晶體結構分類中的一種,屬于高級晶族,具有高度對稱性和規則性。以下從多個角度詳細解釋其含義和特征:
立方晶系的晶胞為立方體,其晶軸長度相等(a=b=c),且三個軸相互垂直(α=β=γ=90°)。這種結構是所有晶系中對稱性最強的,理想外形可内接于球面。
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