【矩道化学虚拟实验室】简单立方堆积的晶胞参数

简单立方堆积的晶胞由于八个原子都在顶角，原子坐标均为(0,0,0)，所以只能按照坐标轴方向平移整数个单位来重叠。

每个晶胞的原子数为

简单立方晶胞的密度计算相对来说要简单很多，设球的半径为R，晶胞边长为a，则

晶胞体积

晶胞中球的体积

可以看出来在体心立方晶胞种，虽然看起来原子都是紧密相连，但是空间利用率很低，这是因为在原子堆积的时候，完全没有利用空隙，都只是简单的堆砌。

金属通常并不会采取这种堆积方式，结构很不稳定，常态下只有Po是唯一实例。当然也有猜想认为当时有其他比较小的原子填充在Po的晶胞中心，才导致出现这种情况。

Po的原子半径是168 pm，摩尔质量是209 g/mol，

那么晶胞密度

Po在室温下的密度为9.196 g/cm3，相对误差大约是5‰。

      金属单质的堆积以两种最密堆积为主，因为最邻近的金属键对结构的稳定性起主要作用，较长的键贡献很少。非最密堆积的金属单质以体心立方密堆积为主，其他结构比较少见。这些结构的存在，表明影响金属单质结构的因素不是唯一的，参与成键的价电子数及其他轨道也有一定影响。同时，把金属原子视为等径圆球也不应绝对化。

       一种金属单质采取哪种结构，既有内在原因，也受外界条件影响。研究表明，原子价层s，p电子数会影响晶体结构，d电子主要影响键的强度。

       温度、压力等外部条件也会使金属单质结构改变，出现多种同素异构体。例如，Fe的晶体结构随升温会逐渐从体心立方（α相）→面心立方（γ相）→体心立方（δ相）。