Question

【題目】金剛石是碳原子的一種結構晶體，屬于面心立方晶胞（晶胞是構成晶體的最基本的幾何單元），即碳原子處在立方體的個頂點，個面的中心，此外在立方體的對角線的處也有個碳原子，如圖所示（綠色球），碳原子都以共價鍵結合，原子排列的基本規律是每一個碳原子的周圍都有個按照正四面體分布的碳原子．設金剛石晶胞的棱長為，則正四面體的棱長為__________；正四面體的外接球的體積是__________．

Answer 1

【答案】

【解析】

依題意可知，為正四面體的中心，，設利用勾股定理即可解得，從而可得正四面體的外接球的半徑，進而可求出體積.

依題意可知，為正四面體的中心，如圖：

連接，延長交平面于點，則為△的中心，

所以設，，

因為，所以，

由，得，

得，解得，

所以正四面體的棱長為.

依題意可知，正四面體的外接球的圓心為，半徑為，

所以正四面體的外接球的體積是.

故答案為：；.