【矩道化学虚拟实验室】金属键和金属晶体(二)

2023/1/11 10:28:41 矩道科技 产品动态

金属键与金属晶体其二

等径圆球的双层最密堆积

从上一节中我们知道,在二维堆积中,只存在一种最密堆积。



在二维最密堆积中,每个球和周围6个球接触,形成了6个空隙(上图六边形);每个空隙由3个球围成(上图三角形)。

这样,假设每层由N个球堆积而成,会有2N个空隙。这些三角形空隙的顶点朝向有一半朝上(上图红色圆内),另一半朝下(上图紫色圆内)。将底层中的球心位置称为A,称为A层;顶点朝上的三角形空隙中心位置称为B,顶点朝下的三角形空隙中心位置称为C。


在进行三维最密堆积时,每层的原子必须在相邻层的空隙中,因此在A层上最密堆积一层时,小球都会选择填充在B处的空隙(当然都填充在C处也行,只要都是同一类空隙就行)。这样密堆积的第二层我们称之为B层。


此时相邻两层的球心一层在A处,另一层在B处,可以简称为AB。在B层之上堆叠第三层时,情况就会复杂起来。


立方最密堆积

B层的开口朝上的空隙是与A层的C空隙重叠的,开口朝下的空隙则是与A层的球心重叠。当我们把第三层堆积在前一种空隙上时,此时将第三层称为C层(因为在A层的C空隙正上方)。


这样以此类推,每次新的一层都堆积在前一层的朝上空隙上,就会周期性按照ABCABC…形成三维最密堆积。


由于这种最密堆积可以划出立方晶胞,故称为立方最密堆积。可以看出,每一层在立方体上沿着对角线方向叠加。





六方最密堆积

当我们把第三层堆积在前文所述的第二种空隙上时,此时将第三层称为A层(因为在A层的球心正上方)。这样以此类推,就会周期性按照ABAB…形成三维最密堆积。


由于这种最密堆积可以划出六方晶胞,故称为六方最密堆积。





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