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§8.2 等径球密堆积(Close packing of identical spheres)

 

金属原子堆积在一起,形成金属晶体。金属原子最外层价电子脱离核的束缚,在晶体中自由运动,形成自由电子,留下的金属正离子都是满壳层电子结构,电子云呈球状分布,所以在金属结构模型中,人们把金属正离子近似为等径圆球。


一.等径球密堆积


等径圆球堆积有最密堆积和密堆积几种形式。

等径圆球平铺成最密的一层只有一种形式,即每个球都和六个球相切,如右图,第二层球堆上去,为了保持最密堆积,应放在第一层的空隙上。每个球周围有6个空隙,只可能有个空隙被第二层球占用,第三层球有种放法,第一种是每个球正对第一层:若第一层为A,第二层为B,以后的堆积按ABAB……重复下去,这样形成的堆积称六方最密堆积。第二种放法,将第

图8-4

三层球放在第一层未被覆盖的空隙上,形成C层,以后堆积按ABCABC……重复下去,这种堆积称为立方最密堆积。这两种堆积,每个球在同一层与6个球相切,上下层各与3个球接触,配位数均为12。
图8-5 立方最密堆积(ccp)
图8-6 六方最密堆积(hcp)

 

1)立方最密堆积:

等径球按照ABCABC……方式作最密堆积,重复周期为层,如图,若将某一平面层取为晶胞的(111)面,则可以从堆积中取出立方面心晶胞,故称为立方最密堆积,英文简称ccp(cubic closet packing)用符号A1表示。

2)六方最密堆积:

等径球按照ABABAB……方式作最密堆积,重复周期为层,按垂直方向可取出六方晶胞,故称为六方最密堆积,英文简称为hcp(hexagonal closet packing)用符号A3表示。

3)立方体心堆积:

有些金属单质采取体心立方密堆形式。采用这种堆积形式,每个金属原子最近邻有8个金属原子,次近邻有个金属原子,不是最密堆积。这种现象说明金属正离子并不是完全象个圆球,在成键过程中,原子会发生形变,圆球模型又是一种近似。体心立方密堆积可简写为bcp(body cubic packing),符号记为A2
  

金属原子堆积在一起,形成金属晶体。金属原子最外层价电子脱离核的束缚,在晶体中自由运动,形成?/font>自由电子,留下的金属正离子都是满壳层电子结构,电子云呈球状分布,所以在金属结构模型中,人们把金属正离子近似为等径圆球。

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