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Periodic table (crystal structure)

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5843: 5892:. A simple model for both of these is to assume that the metal atoms are spherical and are packed together as closely as possible. In closest packing, every atom has 12 equidistant nearest neighbours, and therefore a coordination number of 12. If the close packed structures are considered as being built of layers of spheres, then the difference between hexagonal close packing and face-centred cubic is how each layer is positioned relative to others. The following types can be viewed as a regular buildup of close-packed layers: 5681: 5169: 4735: 4218: 2796: 1058: 5441: 4846: 4604: 5331: 4771: 7378: 5804: 5764: 5484: 5211: 4339: 4048: 2987: 2621: 1221: 900: 3889: 2384: 701: 5293: 4807: 7390: 5123: 4907: 5082: 5724: 5641: 5410:(HCP) structure. However, in real materials there are deviations from this in some metals where the unit cell is distorted in one direction but the structure still retains the hcp space group—remarkable all the elements have a ratio of lattice parameters c/a < 1.633 (best are Mg and Co and worst Be with  3376:
metals, and the same problem affects Fr (87); nonetheless, it is probably also bcc. The latest predictions for Fl (114) could not distinguish between face-centred cubic and hexagonal close-packed structures, which were predicted to be close in energy. No predictions are available for elements 115–117.
5909:
Precisely speaking, the structures of many of the elements in the groups above are slightly distorted from the ideal closest packing. While they retain the lattice symmetry as the ideal structure, they often have nonideal c/a ratios for their unit cell. Less precisely speaking, there are also other
4555:
The following is a list of structure types which appear in the tables above. Regarding the number of atoms in the unit cell, structures in the rhombohedral lattice system have a rhombohedral primitive cell and have trigonal point symmetry but are also often also described in terms of an equivalent
5788:
The Body centered cubic structure (BCC). It is not a close packed structure. In this each metal atom is at the centre of a cube with 8 nearest neighbors, however the 6 atoms at the centres of the adjacent cubes are only approximately 15% further away so the coordination number can therefore be
3375:
Predictions are given for elements 85–87, 100–113 and 118; all but radon have not been produced in bulk. Probably Cn and Fl would be liquids at STP (ignoring radioactive self-heating concerns). Calculations have difficulty replicating the experimentally known bcc structures of the stable alkali
1593:
The second table gives the most stable structure of each element at its melting point. (H, He, N, O, F, Ne, Cl, Ar, Kr, Xe, and Rn are gases at STP; Br and Hg are liquids at STP.) Note that helium does not have a melting point at atmospheric pressure, but it adopts a magnesium-type hexagonal
5238:
Identical symmetry to the β-Po structure, distinguished based on details about the basis vectors of its unit cell. This structure can also be considered to be a distorted hcp lattice with the nearest neighbours in the same plane being approx 16% farther away
5557: 6069:
Florez, Edison; Smits, Odile R.; Mewes, Jan-Michael; Jerabek, Paul; Schwerdtfeger, Peter (2022). "From the gas phase to the solid state: The chemical bonding in the superheavy element flerovium".
5404: 5709:, except with a diatomic oxygen molecule in place of each tungsten atom. The molecules can rotate in place, but the direction of rotation for some of the molecules is restricted. 5902:α-La type (double hexagonal close packing) has layers directly above/below each other, A,B,A,C,A,B,A,C,.... of period length 4 like an alternative mixture of fcc and hcp packing. 23:
the first table gives the crystalline structure of the most thermodynamically stable form(s) in those conditions. Each element is shaded by a color representing its respective
4963: 5828:
The face-centered cubic (cubic close packed) structure. More content relating to number of planes within structure and implications for glide/slide e.g. ductility.
5030: 5588: 5418: ~ 1.568). In others like Zn and Cd the deviations from the ideal change the symmetry of the structure and these have a lattice parameter ratio  6286:
Atarah, Samuel A.; Egblewogbe, Martin N. H.; Hagoss, Gebreyesus G. (2020). "First principle study of the structural and electronic properties of Nihonium".
5508:
The Double hexagonal close packed (DHCP) structure. Similar to the ideal hcp structure, the perfect dhcp structure should have a lattice parameter ratio of
7183: 7193: 5590:
variates between 1.596 (Pm) and 1.6128 (Nd). For the four known actinides dhcp lattices the corresponding number vary between 1.620 (Bk) and 1.625 (Cf).
7243: 7340: 7218: 4927:
Identical symmetry to the α-Pa type structure. Can be considered slightly distorted from an ideal Cu type face-centered cubic structure which has
7420: 7223: 7198: 6644: 7178: 6894: 4998:
Identical symmetry to the In type structure. Can be considered slightly distorted from an ideal W type body centered cubic structure which has
7307: 7317: 7312: 7253: 7213: 7208: 7168: 7228: 7163: 6949: 5511: 7322: 7302: 7089: 7158: 7122: 5235:
6 nearest neighbours at 234 K and 1 atm (it is liquid at room temperature and thus has no crystal structure at ambient conditions!)
6612: 4753:
Each atom has four near neighbours, 2 at 275.4 pm, 2 at 285.4 pm. The next four at distances 326.3 pm and four more at 334.2 pm.
6540: 6514: 6398: 6359: 7203: 7153: 7248: 7173: 7084: 6471: 6053: 5966: 5957: 6682: 6637: 7074: 6596: 5371: 7290: 6577: 46: 20: 5147:
in grey metallic form, each As atom has 3 neighbours in the same sheet at 251.7pm; 3 in adjacent sheet at 312.0 pm.
4797: 5278:
Identical symmetry to the α-Hg structure, distinguished based on details about the basis vectors of its unit cell.
6184:Östlin, A.; Vitos, L. (2011). "First-principles calculation of the structural stability of 6d transition metals". 7238: 7112: 5789:
considered to be 14 when these are on one 4 fold axe structure becomes face-centred cubic (cubic close packed).
7393: 7275: 6630: 5889: 5883: 5407: 6849: 5896:
Mg type (hexagonal close packing) has alternate layers positioned directly above/below each other: A,B,A,B,...
5108:
Partly due to its complexity, whether this structure is the ground state of Boron has not been fully settled.
7267: 7188: 7078: 6142:
Grosse, A. V. (1965). "Some physical and chemical properties of element 118 (Eka-Em) and element 86 (Em)".
7297: 4878: 4851: 4812: 4776: 4740: 4693: 4565: 1407: 6859: 6854: 7132: 4556:
but nonprimitive hexagonal unit cell with three times the volume and three times the number of atoms.
7065: 5047: 4983: 4930: 4912: 4659: 4609: 3230: 3184: 1444: 1390: 6220: 6014:
Koufos, Alexander P.; Papaconstantopoulos, Dimitrios A. (2013). "Electronic Structure of Francium".
5899:
Cu type (face-centered cubic) has every third layer directly above/below each other: A,B,C,A,B,C,...
6667: 5605: 5489: 5446: 5336: 5298: 5257: 5216: 5174: 5128: 5087: 4527: 3280: 3251: 1494: 1469: 7285: 7415: 7381: 7350: 6844: 6801: 6672: 6096:
Hermann, A.; Hoffmann, R.; Ashcroft, N. W. (2013). "Condensed Astatine: Monatomic and Metallic".
6871: 6698: 7104: 5149:
each Bi atom has 3 neighbours in the same sheet at 307.2 pm; 3 in adjacent sheet at 352.9 pm.
7345: 6926: 6617: 6463: 5151:
each Sb atom has 3 neighbours in the same sheet at 290.8pm; 3 in adjacent sheet at 335.5 pm.
7027: 6711: 6323: 6314:
Fournier, Jean-Marc (1976). "Bonding and the electronic structure of the actinide metals".
6193: 6105: 5988: 5848: 5809: 5769: 5729: 5686: 5646: 5001: 8: 6944: 5888:
The observed crystal structures of many metals can be described as a nearly mathematical
5072: 4510: 4493: 3343: 3326: 1561: 1540: 6568:
P.A. Sterne; A. Gonis; A.A. Borovoi, eds. (July 1996). "Actinides and the Environment".
6327: 6197: 6109: 4789:
each Ga atom has one nearest neighbour at 244 pm, 2 at 270 pm, 2 at 273 pm, 2 at 279 pm.
7032: 6992: 6271: 6572:. NATO ASI Series. Maleme, Crete, Greece: Kluver Academic Publishers. pp. 59–61. 5842: 5562: 7127: 6997: 6592: 6573: 6544: 6518: 6467: 6402: 6363: 6335: 6248: 6155: 6121: 6049: 5962: 5931: 5911: 5201: 3968: 2508: 807: 5680: 5168: 7362: 7280: 7056: 6921: 6879: 6839: 6834: 6829: 6824: 6819: 6814: 6809: 6761: 6756: 6751: 6455: 6331: 6291: 6266: 6256: 6201: 6151: 6117: 6113: 6078: 6023: 5996: 4828: 4734: 7233: 7094: 6746: 6741: 6736: 6731: 6726: 6721: 6716: 6426:. The Physical Metallurgy of Uranium Alloys Conference, Vail, Colorado, Feb. 1974 5361:
has 6 nearest neighbours in the same plane- 6 in adjacent planes 15% farther away
3309: 1523: 24: 7042: 7037: 7007: 7002: 6987: 6653: 6205: 5595: 4573: 1600:
Crystal structures of elements at their melting points at atmospheric pressure
42: 5910:
elements are nearly close-packed but have distortions which have at least one
5666:
simple cubic lattice. The atoms in the unit cell are at the corner of a cube.
5440: 5356:
has 6 nearest neighbors in same plane: 6 in adjacent planes 14% farther away
4845: 7409: 5868: 4065: 2639: 916: 4603: 7357: 7022: 7017: 6771: 6706: 6570:
Proc. of the NATO Advanced Study Institute on Actinides and the Environment
6261: 6125: 5671: 4970: 4770: 4362: 4241: 4125: 3020: 2829: 2699: 1250: 1087: 970: 7137: 7012: 6766: 6295: 6222:
Electronic Structure Studies and Method Development for Complex Materials
6000: 5365: 5330: 4578: 4444: 4426: 4418: 4183: 4145: 4135: 3148: 3124: 3111: 2759: 2719: 2709: 1358: 1338: 1327: 1024: 988: 979: 6911: 6586: 5706: 5483: 4297: 4281: 4257: 4192: 4115: 4085: 4055: 3775: 3767: 3543: 2920: 2894: 2855: 2769: 2689: 2659: 2628: 2200: 2187: 1828: 1164: 1142: 1109: 1033: 961: 934: 907: 547: 536: 239: 6082: 6027: 5803: 5763: 6967: 6936: 6791: 6781: 6776: 5936: 5714: 5474: 5321: 5210: 4680: 4594: 4410: 4394: 4386: 4378: 4329: 4249: 4225: 4201: 4174: 4165: 3847: 3799: 3783: 3751: 3733: 3683: 3627: 3577: 3527: 3517: 3449: 3098: 3072: 3059: 3046: 2972: 2842: 2803: 2779: 2749: 2739: 2317: 2239: 2213: 2161: 2133: 2053: 1962: 1882: 1802: 1787: 1679: 1316: 1294: 1283: 1272: 1208: 1098: 1065: 1042: 1015: 1006: 646: 580: 558: 514: 490: 426: 349: 281: 217: 204: 120: 5983: 5961:(87 ed.). Boca Raton, Fla.: CRC Press. p. 12-15 to 12-18. 5292: 6959: 6916: 5754: 5628: 5466: 5431: 5283: 5244: 5159: 4836: 4806: 4454: 4346: 4273: 4265: 4155: 4030: 4008: 4000: 3976: 3952: 3920: 3912: 3896: 3839: 3725: 3699: 3619: 3611: 3603: 3595: 3559: 3491: 3475: 3389: 3159: 2994: 2881: 2868: 2729: 2597: 2573: 2560: 2521: 2482: 2430: 2417: 2391: 2304: 2120: 2079: 1949: 1936: 1923: 1910: 1854: 1746: 1720: 1607: 1367: 1228: 1131: 1120: 997: 880: 860: 849: 816: 785: 741: 730: 708: 635: 479: 448: 338: 327: 316: 305: 261: 173: 155: 55: 6247:
Mewes, J.-M.; Smits, O. R.; Kresse, G.; Schwerdtfeger, P. (2019).
6786: 6622: 6613:
Strukturbericht Type A – structure reports for the pure elements
5918:
In type is slightly distorted from a cubic close packed structure
5833: 5552:{\textstyle {\frac {c}{a}}=4{\sqrt {\frac {2}{3}}}\approx 3.267.} 5358: 5113: 4761: 4725: 4434: 4370: 4354: 4321: 4305: 4289: 4105: 4095: 4075: 3992: 3944: 3928: 3904: 3873: 3815: 3791: 3759: 3743: 3715: 3707: 3691: 3675: 3585: 3535: 3441: 3137: 3033: 3007: 2959: 2933: 2907: 2679: 2669: 2649: 2547: 2469: 2443: 2404: 2358: 2265: 2226: 2174: 2148: 2105: 2092: 2066: 2040: 1895: 1815: 1666: 1581: Not solid at standard temperature and pressure or uncertain 1349: 1261: 1239: 1197: 1175: 1153: 952: 943: 925: 838: 774: 752: 719: 679: 602: 569: 525: 503: 468: 459: 437: 415: 292: 228: 109: 6567: 5794: 5122: 4897: 4868: 4649: 4402: 4313: 4233: 4040: 3936: 3881: 3855: 3823: 3807: 3659: 3651: 3643: 3551: 3509: 3483: 3467: 3431: 3085: 2946: 2816: 2608: 2456: 2371: 2330: 2278: 2252: 2014: 2001: 1988: 1841: 1774: 1733: 1707: 1654: 1305: 1186: 1076: 889: 763: 690: 657: 613: 591: 393: 382: 371: 250: 193: 164: 144: 98: 6046:
Selected Values of the Crystallographic Properties of Elements
5921:α-Pa type is distorted from a hexagonal close packed structure 5559:
In the real dhcp structures of 5 lanthanides (including β-Ce)
5064:
4 neighbours at 302 pm; 2 at 318 pm; 4 at 377 pm; 8 at 441 pm
27:, except that all orthorhombic lattices are grouped together. 6903: 6246: 4018: 3863: 3567: 3459: 2584: 2343: 1867: 1694: 869: 668: 270: 133: 5081: 4906: 4628:
slightly distorted hexagonal structure. Lattice parameters:
6618:
Crystal Structures for the solid chemical elements at 1 bar
5723: 5353: 3984: 3960: 3667: 3635: 3499: 3378: 2534: 2495: 2027: 1975: 1759: 1596: 827: 796: 404: 360: 182: 37: 6587:
L.R. Morss; Norman M. Edelstein; Jean Fuger, eds. (2007).
6013: 5871:(DC) structure. Specifically the diamond form of Carbon. 5037: 3831: 3382:
Predicted crystal structures of highly unstable elements
2291: 624: 6589:
The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements
5905:α-Sm type has a period of 9 layers A,B,A,B,C,B,C,A,C,... 5746:
Unit cell contains Mn atoms in 4 different environments.
5640: 6424:
A REVIEW OF X-RAY DIFFRACTION STUDIES IN URANIUM ALLOYS
6095: 6068: 6285: 5565: 5514: 5374: 5067:
white tin form (thermodynamical stable above 286.4 K)
1588: 5004: 4933: 4708:
highly distorted bcc structure. Lattice parameters:
33: 5981: 6385:Chemical Thermodynamics of Neptunium and Plutonium 5582: 5551: 5398: 5024: 4957: 6454: 5399:{\textstyle 2{\sqrt {\frac {2}{3}}}\approx 1.633} 7407: 5877: 5955:King, H.W. (2006-06-26). Lide, David R. (ed.). 5196:complex hcp with 9-layer repeat: ABCBCACAB.... 5984:"Some Physical Properties of Radium Emanation" 6638: 5975: 6450: 6448: 6446: 6444: 6442: 6440: 6438: 6436: 6434: 6432: 6249:"Copernicium is a Relativistic Noble Liquid" 5914:with respect to the close-packed structure: 4792:The structure is related to that of iodine. 1594:close-packed structure under high pressure. 6499:Nevill Gonalez Swacki & Teresa Swacka, 6309: 6307: 6305: 6183: 6039: 6037: 6645: 6631: 6503:, Pan Standford Publishing Pte. Ltd., 2010 6316:Journal of Physics and Chemistry of Solids 6144:Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry 6016:International Journal of Quantum Chemistry 6429: 6270: 6260: 6043: 6313: 6302: 6219:Östlin, A. (2013). "Transition metals". 6034: 16:Crystalline structure for solid elements 6253:Angewandte Chemie International Edition 3370: 7421:Chemical elements by crystal structure 7408: 6218: 6141: 5406:the structure would be a mathematical 6626: 6062: 5958:CRC Handbook of Chemistry and Physics 41:Crystal structure of elements in the 6179: 6177: 6175: 6173: 6171: 6169: 6167: 6165: 6150:(3). Elsevier Science Ltd.: 509–19. 6137: 6135: 5954: 4482: Elements with known structure. 7389: 6490:3d Edition Oxford University Press 1589:Melting point and standard pressure 13: 6652: 6048:. ASM International. p. 608. 4756:Strongly distorted hcp structure. 4550: 14: 7432: 6606: 6501:Basic elements of Crystallography 6162: 6132: 3201: 47:standard temperature and pressure 34:Standard temperature and pressure 21:standard temperature and pressure 7388: 7377: 7376: 5841: 5802: 5762: 5722: 5679: 5639: 5482: 5439: 5329: 5291: 5209: 5167: 5121: 5080: 4905: 4844: 4805: 4769: 4733: 4602: 4337: 4216: 4046: 3887: 2985: 2794: 2619: 2382: 1219: 1056: 898: 699: 6532: 6506: 6493: 6480: 6416: 6390: 6377: 6351: 6342: 6279: 6240: 6071:The Journal of Chemical Physics 4958:{\displaystyle c/a={\sqrt {2}}} 19:For elements that are solid at 6707:1 (Hydrogen and alkali metals) 6541:"The alpha Sm (C19) Structure" 6515:"The alpha la (A3') Structure" 6488:Structural Inorganic Chemistry 6399:"The alpha Np (A_c) Structure" 6212: 6118:10.1103/PhysRevLett.111.116404 6089: 6007: 5982:R. W. Gray; W. 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2836:W 2823:W 2810:W 2783:? 2773:? 2763:? 2753:? 2743:? 2733:? 2723:? 2713:? 2703:? 2693:? 2683:? 2673:? 2663:? 2653:? 2643:? 2615:W 2528:W 2437:W 2431:W 2424:W 2411:W 2378:W 2365:W 2331:I 2194:W 2181:W 2168:W 2155:W 2149:Y 2140:W 2127:W 1982:W 1969:W 1956:W 1943:W 1937:V 1930:W 1917:W 1902:W 1889:W 1883:K 1842:S 1829:P 1781:W 1747:F 1744:9 1734:O 1731:8 1721:N 1718:7 1708:C 1705:6 1695:B 1692:5 1686:W 1677:4 1673:W 1664:3 1658:* 1652:2 1608:H 1605:1 1545:W 1262:U 1136:W 894:W 746:W 742:W 735:W 695:W 684:W 658:I 541:W 530:W 504:Y 484:W 365:W 343:W 332:W 328:V 286:W 282:K 251:S 240:P 198:W 174:F 171:9 165:O 162:8 156:N 153:7 145:C 142:6 134:B 131:5 118:4 114:W 107:3 96:2 56:H 53:1

Index

standard temperature and pressure
Bravais lattice
periodic table
standard temperature and pressure
H
He
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na
Mg
Al
Si
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S
Cl
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Ca
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Ti
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