【科研模型100例-28】金刚石分子

本例是甲烷分子模型的升级版，考验大家对之前所学知识点的综合运用。

金刚石结构又称为金刚石立方晶体结构，属于立方晶系。每个晶胞含有8个碳原子，在晶胞中的坐标分别是：(0, 0, 0) (0, 1/2, 1/2) (1/2, 0, 1/2) (1/2, 1/2, 0) (1/4, 1/4, 1/4) (1/4, 3/4, 3/4) (3/4, 3/4, 1/4) (3/4, 1/4, 3/4)

根据这些坐标挨个创建球体自然能得到精准的原子排列，事实上这正是cif文件中记录的信息之一——原子坐标。用晶体文件处理后再导入C4D不失为一种办法，但本例要讲的是C4D软件的基本操作。

对于这类简单的晶体结构，只要善于观察，加上一定的空间想象力，创建起来并非难事。

在金刚石分子结构中，每个碳原子与周围4个碳原子以sp3杂化轨道形成共价键，构成正四面体状。观察一个晶胞内部，可以看出4个这样的四面体，并分布在立方体的四个角上构成一个大的正四面体。

看到这里，估计各位都已经摩拳擦掌，跃跃欲试了。下面，让我们打开C4D，开始正式的建模教程。

首先，创建一个 立方体 对象，然后C掉（按快捷键C）转为可编辑对象。在这个立方体基础上，我们来得到正四面体。 （为什么不直接用 宝石 对象创建正四面体，请大家自己思考并尝试）

我们需要做的就是在立方体表面连出下图所示的线，可以切换到点模式，在视图中点击鼠标右键，选择 「线性切割 」 或 「多边形画笔 」工具，画出如下线条。

然后选中四个没有连线的点，按快捷键 M~N 「 消 除 」 。即可得到一个正四面体。

对四面体进行 克隆 ， 「模式 」 为网格排列， 「数量 」为2×2×2。因为这里的四面体是基于默认创建的 立方体 对象得到的，所以网格排列的默认尺寸刚好合适。

现在的问题是，网格排列得到了8个四面体，而我们只需要其中交错排列的四个。再次C掉，一个个删是一种办法。有没有别的方法呢？当然有。

在 克隆 对象的变换属性中将 「显示 」改为索引，就能在视图中的克隆对象上看到每个四面体的序号（0~7）。我们需要的是1、2、4、7号四面体，0、3、5、6可以用空白对象替代。

在 克隆 子层级各复制四个 空白 对象和四个四面体对象，对号入座即可。

到了这一步，剩下来的都是水到渠成的事情。创建一个边长400 cm的 立方体 对象，添加 晶格 造型，设置 「圆柱半径 」和 「球体半径 」如图。

在大立方体的面心 克隆 球体 对象。

然后在每个四面体的轴心 克隆 一个 球体 对象，这里未用到连接，可参考 【例25】钙钛矿 的教程。 （注意： 空白 对象的轴心位置并没有 克隆 小球，所以我猜测这个例子中 克隆 的轴心分布必须是实体模型的轴心才有效。这些都是平时建模时应该思考的问题。）

最后一步，在四面体的顶点处 克隆 圆柱 ，并在变换中调节 「位置.Z 」和 「旋转.P 」的参数，得到连接球体轴心的圆柱朝向，如图所示。 （这些属于基本的对象 克隆 操作，之前的教程中已经多次讲到过）

* 思 * 考 * 题 *

如果将最开始的网格排列 克隆 「数量」