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最密堆積（原子的排列方式）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-19

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最密堆積

原子的排列方式

最密堆積是原子的一種排列方式，也是晶體結(jié)構(gòu)中的一種點(diǎn)陣型式。在最密堆積中，許多等徑球并置在一起，其空間利用率達(dá)到最大。

基本信息

中文名	最密堆積
拼音	zuì mì duī jī
類型	排列方式
學(xué)科	化學(xué)
對(duì)象	原子

簡(jiǎn)介

三維的最密堆積是由若干二維密置層疊合起來(lái)的。密置層中相鄰的等徑球都相切，3個(gè)兩兩相切的等徑球的球心構(gòu)成一個(gè)等邊三角形，每個(gè)球周圍有6個(gè)球與之相切。球與球之間留下了一些類似三角形的空穴，球數(shù)與空穴數(shù)之比為

。

多層之間進(jìn)行疊合時(shí)，每一層的球都要嵌入鄰層的空穴中。根據(jù)每層中球的投影位置不同，密置層可以以

表示。密置層的相對(duì)位置只有3種。

但無(wú)論以任何方式疊合，只要每層的球都嵌入鄰層空穴中，那么都屬于最密堆積。它們的空間利用率都是74.05%，每個(gè)球周圍有12個(gè)相同的球。三維密堆積中出現(xiàn)了由4個(gè)球圍成的四面體空隙和由6個(gè)球構(gòu)成的八面體空隙，球數(shù)∶四面體空隙數(shù)∶八面體空隙數(shù)=1:2:1。

各種最密堆積中，最有對(duì)稱性的是六方最密堆積（英文縮寫(xiě)hcp，又叫A3型）和面心立方最密堆積（英文縮寫(xiě)fcc，又叫A1型），這兩種是晶體中極常見(jiàn)的排列方式。hcp的疊合方式是2層一循環(huán)：

；fcc的疊合方式是3層一循環(huán)：

六方最密堆積在取晶胞時(shí)，一般取六方錐的三分之一，晶胞屬六方晶系，底面菱形的銳角一定是60°。下圖是六方最密堆積的原子在一個(gè)六方錐的排列。 File:Crystruc-hcp.jpg

面心立方最密堆積出于對(duì)稱性一般取面心型式的立方晶胞。一個(gè)晶胞涉及到的14個(gè)原子分屬4層：以一個(gè)頂角為A層，與之最相鄰的3個(gè)面心原子和3個(gè)頂角原子屬于B層，接下來(lái)的6個(gè)原子屬于C層，還有一個(gè)頂角與A層的頂角相對(duì)，它處于下一個(gè)循環(huán)的A層。

許多單質(zhì)，尤其是金屬單質(zhì)為了獲得較強(qiáng)的作用力，常采用最密堆積。

單質(zhì)介紹

采用六方最密堆積的單質(zhì)有：

鈹、鎂

鈦、鈷、鋅、鋯、锝、釕、鎘、鉿、錸、鋨

鈧、釔、鑭、鐠、釹、钷、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩

采用面心立方最密堆積的單質(zhì)有：

鈣、鍶

鋁、鉛

氖、氬、氪、氙

鎳、銅、銠、鈀、銀、銥、鉑、金

鈰、鐿、錒、釷

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