1、 6. 3. 2 金屬晶體的密堆積結構金屬晶體的密堆積結構 金屬晶體中離子是以緊密堆積金屬晶體中離子是以緊密堆積的形式存在的。的形式存在的。 下面用等徑剛性球模型來討論下面用等徑剛性球模型來討論堆積方式。堆積方式。 在一層中，最緊密的堆積方式，在一層中，最緊密的堆積方式，是一個球與周圍是一個球與周圍 6 個球相切。個球相切。 在中心的周圍形成在中心的周圍形成 6 個凹個凹位，將其算為第一層。位，將其算為第一層。123456 第二層第二層 對第一層來講第二對第一層來講第二層最緊密的堆積方式，是將球對準層最緊密的堆積方式，是將球對準 1，3，5 位。位。123456 第二層第二層 將球對準將球對準

2、 1，3，5 位位 123456123456 對準對準 2，4，6 位，其情形是一樣的位，其情形是一樣的 第二層為第二層為 B 層。層。AB，123456 第一層為第一層為 A 層，層， A、B 兩層的相關位置如圖所示。兩層的相關位置如圖所示。 堆積中與第一層堆積中與第一層一致的稱為一致的稱為 A 層；層；AB， 與第二層一致的與第二層一致的則稱為則稱為 B 層。層。 關鍵是第三層，對第一、二關鍵是第三層，對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。密的堆積方式。 第一種是將球對準第一層的第一種是將球對準第一層的球，該層屬于球，該層屬于 A 層。層。 第三層

3、球對準第一層的球，第三層球對準第一層的球，它屬于它屬于 A 層。層。123456 于是每兩層形成一個周期，即為于是每兩層形成一個周期，即為 AB AB 堆積方式，堆出六棱柱形的堆積方式，堆出六棱柱形的單元。單元。B 層層A 層層A 層層稱為六方緊密堆積。稱為六方緊密堆積。ABABA六方緊密堆積的主視圖六方緊密堆積的主視圖ABABA 從從 A 層中心的球去考察配位數層中心的球去考察配位數 同層有同層有 6 個球個球與其相切與其相切 上下層各上下層各 3 個個球與其相切球與其相切 配位數為配位數為 12 123456 第三層的另一種排列方式，是第三層的另一種排列方式，是將球對準第一層的將球對準第一

4、層的 2，4，6 位。位。123456123456 該層的位置不同于該層的位置不同于 A B 兩層，它是兩層，它是 C 層。層。 第四層再排第四層再排 A，A 層是以中心層是以中心有球為特征的。有球為特征的。123456123456 于是于是 ABC ABC 三層形成一三層形成一個周期。得到面心立方堆積。個周期。得到面心立方堆積。 為什么說這是面心立方堆積，為什么說這是面心立方堆積，后面詳加說明。后面詳加說明。123456面面心心立立方方緊緊密密堆堆積積的的主主視視圖圖ABCAABCABCAABC 從從 A 層中層中心的球去考察心的球去考察配位數配位數配位數為配位數為 12。 同層有同層有 6

5、 個球與其相切個球與其相切 上下層各上下層各 3 個與其相切。個與其相切。 ABC ABC 形式的堆積，為什么形式的堆積，為什么是面心立方堆積？是面心立方堆積？ 我們來加以說明。我們來加以說明。123456 黃色球是第一層，屬于黃色球是第一層，屬于 A 層層 黑色球是第二層，屬于黑色球是第二層，屬于 B 層層 綠色球是第三層，屬于綠色球是第三層，屬于 C 層層 第四層又是黃色球，屬于第四層又是黃色球，屬于 A 層層 這顯然是這顯然是 ABC ABC 形式的堆積形式的堆積 在圖中畫出輪廓線在圖中畫出輪廓線 正立方體正立方體 除立方體的頂點之外，在每個除立方體的頂點之外，在每個正方形面的中心各有一個球。正方形面的中心各有一個球。 所以第二種緊密堆積稱為所以第二種緊密堆積稱為面心立方堆積。面心立方堆積。 123456 從該圖中可以清楚地看出各層球從該圖中可以清楚地看出各層球在正立方體中的排列方式。在正立方體中的排列方式。BCA層層層層層層 面心立方堆積和六方堆積，面心立方堆積和六方堆積，這兩種堆積都是最緊密堆積，空這兩種堆積都是最緊密堆積，空間利用率為間利用率為 74.05 %。 還有一種空間利用率稍低的還有一種空間利用率稍低的堆積方式堆積方式 立方體心堆積立方體