题目内容
【题目】金刚石是碳原子的一种结构晶体,属于面心立方晶胞(晶胞是构成晶体的最基本的几何单元),即碳原子处在立方体的
个顶点,
个面的中心,此外在立方体的对角线的
处也有
个碳原子,如图所示(绿色球),碳原子都以共价键结合,原子排列的基本规律是每一个碳原子的周围都有
个按照正四面体分布的碳原子.设金刚石晶胞的棱长为
,则正四面体
的棱长为__________;正四面体
的外接球的体积是__________.
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【答案】
【解析】
依题意可知,
为正四面体
的中心,
,设
利用勾股定理
即可解得
,从而可得正四面体
的外接球的半径,进而可求出体积.
依题意可知,
为正四面体
的中心,如图:
![]()
连接
,延长交平面
于点
,则
为△
的中心,
所以设
,
,
因为![]()
,所以![]()
,
由
,得
,
得
,解得
,
所以正四面体
的棱长为
.
依题意可知,正四面体
的外接球的圆心为
,半径为
,
所以正四面体
的外接球的体积是![]()
.
故答案为:
;
.
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