菱面体

更新时间:2022-08-25 14:39

菱面体(rhombohedron) 亦称“斜方六面体”,指由六个菱形所组成的多面体。 菱面体是各条棱相等,且各个面的角相等或互补的平行六面体,菱面体的各个面都是全等的菱形

基本知识介绍

平行六面体是一种简单的棱柱体,指两个底面是平行四边形的棱柱(如图1、2)。平行六面体的主要性质有:

1. 平行六面体的六个面都是平行四边形

2. 相对的两个面互相平行且全等;

3. 对角面是平行四边形;

4. 四条对角线相交于一点且在这点互相平分。

侧棱与底面垂直的平行六面体称为直平行六面体,侧棱与底面斜交的平行六面体叫做斜平行六面体,上、下底面为矩形的直平行六面体称为长方体或矩体,各面是全等的菱形的平行六面体称为菱面体(如图2),也称为斜方六面体,底面是矩形的直平行六面体叫做长方体,长、宽、高都相等的长方体叫做正方体。

菱面体和立方面心的素晶胞

如图4所示,菱面体由4个同样大小的菱面组成,但也可以看成是一种双帽八面体。砷、锑和铋的晶体具有菱面体晶胞,属于三方晶系。此外,在NaCl晶体中也可截取菱面体形状的素晶胞。如图5(b)所示,NaCI晶体具有立方面心结构,即Na+和Cl-各自组成一套立方面心点阵。通常所取的NaCI晶胞为立方面心晶胞(图5(b)),每个晶胞含有4个Na+和4个Cl-,因而是复晶胞。但在图5(a)中也可取出平行六面体(即菱面体),在它的每个顶点都有一个Na+,中心有一个Cl-(图5(b))。如果将这样的菱面体作为NaCl晶体的晶胞则为素晶胞,因为处于每个顶点的Na+为8个菱面体所共有,所以一个菱面体只含有一个Na+。在晶体学中,通常要求晶胞的形状能反映晶体结构的对称性,所以对NaCl晶体应取立方面心复晶胞,而不取三方素晶胞,这样才能反映其具有四个三重轴的对称性。

用纸带制作菱面体模型

用纸带可以制作菱面体模型,操作步骤如下:

(1) 取一条长约90cm,宽约3.5cm的纸带,在纸带一端沿纵向对折使其产生长约3.5cm的纵向平分折痕(图6(a)),然后使 落在纵向平分折痕上从而产生折痕 (图6(b));

(2) 将纸带回折使边沿 平行于 并合拢,于是产生了折痕 (图6(c))。注意 应构成菱形,即边长相等的平行四边形

(3) 使 平行于 并合拢,从而产生折痕 以及 (图6(d)) ;

(4) 反复使用以上两步的操作,则可在纸带上产生其它的折痕(图6(e))。这些折痕在纸带上组成的图案是:每出现两个菱形之后则有一个三角形。注意,图6(e)中,开始的两个菱形以及随后的等边三角形和两个菱形,均由点划线和纸带的上下边沿部分组成,这里点划线表示凸痕,纸带上其余的折痕均为凹痕,凹痕以虚线表示;

(5) 将菱形 与菱形 重合(图6(f)),再将纸带向右折叠使菱形 中的 被 盖住(图6(g)) ;

(6) 用左手拇指按住 ,同时将纸带的其余部分向上提起,使凹痕 与棱边 重合,从而构成了菱面体的骨架(图6(h)),

(7) 将纸带的其余部分顺势靠菱面体骨架缠绕,菱面休骨架的空缺菱面 首先被 盖住一半(图6(i)) ;

(8) 将纸带的剩余部分继续绕菱面体骨架缠绕,最初空缺的菱面 被菱面 所覆盖 (图6(j));

(9) 继续将纸带的剩余部分绕菱面休骨架缠绕,最后将 插入 的缝中,轻按菱面 使之与菱面体骨架紧贴,即得菱面你模型(图6(k)和(l))。

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