金属晶体结构密堆积的几种常见形式

1、金属晶体结构密堆积的几种常见形式金属晶体结构密堆积的几种常见形式等径圆球的最密堆积模型等径圆球的最密堆积模型 金属原子的最外层电子在金属晶体中是自金属原子的最外层电子在金属晶体中是自由移动的，而金属离子用等经圆球的最密堆由移动的，而金属离子用等经圆球的最密堆积模型来进行堆积，形成金属晶体的骨架。积模型来进行堆积，形成金属晶体的骨架。自由移动的电子象一种带负电荷的粘合剂将自由移动的电子象一种带负电荷的粘合剂将这种堆积粘合在一起。这种自由电子我们用这种堆积粘合在一起。这种自由电子我们用三维势箱模型和电子能带理论进行处理。本三维势箱模型和电子能带理论进行处理。本节课我们专门讨论怎样用等径圆球的密堆积

2、节课我们专门讨论怎样用等径圆球的密堆积模型来形成这种骨架。模型来形成这种骨架。六方密堆积六方密堆积 二维平面堆积方式二维平面堆积方式I I 型型II II 型型行列对齐四球一空行列对齐四球一空 非最紧密排列非最紧密排列行列相错三球一空行列相错三球一空 最紧密排列最紧密排列密置层密置层非密置层非密置层 密置层：密置层： 沿二维空间伸展的等径圆球的最密堆积形式叫密置层，它只有一种排列方沿二维空间伸展的等径圆球的最密堆积形式叫密置层，它只有一种排列方式。（如图式。（如图2）在密置层中每个球都与周围六个球紧密接触，配位数为）在密置层中每个球都与周围六个球紧密接触，配位数为6，三个球，三个球形成一个三角

3、形空隙，因此每个球分摊两个三角形空隙形成一个三角形空隙，因此每个球分摊两个三角形空隙。 图2：等径圆球的密置层 若把每个球作为一个结构基若把每个球作为一个结构基元，可由密置层抽出一个平面六元，可由密置层抽出一个平面六方点阵，正当格子为平面六方格方点阵，正当格子为平面六方格子。子。金属晶体的原子堆积模型金属晶体的原子堆积模型1二维空间模型二维空间模型(1)非密置层非密置层配位数为配位数为_，如图所示：，如图所示：4(2)密置层密置层配位数为配位数为_，如图所示：，如图所示：6 三维空间堆积方式三维空间堆积方式(1).非密置层的堆积方式非密置层的堆积方式a、简单立方堆积简单立方堆积形成简单形成简单

4、立方晶胞立方晶胞，空间利用率较低，空间利用率较低5252 ，金，金属钋（属钋（PoPo）采取这种堆积方式。）采取这种堆积方式。相邻非密置层原子的原子核在相邻非密置层原子的原子核在_的堆积，空间的堆积，空间利用率太低，只有金属利用率太低，只有金属_采采用这种堆积方式。用这种堆积方式。同一直线上同一直线上Po这是非密置层另一种堆积方式，将上层金属填入这是非密置层另一种堆积方式，将上层金属填入下层金属原子形成的凹穴中。下层金属原子形成的凹穴中。得到的是体心立方堆积，如碱金属和得到的是体心立方堆积，如碱金属和Fe等等。(2).非密置层的堆积方式非密置层的堆积方式b、体心立方堆积体心立方堆积体心立方堆积

5、体心立方堆积将上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴将上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，并使非密置层的原子稍稍分离。这种堆积方中，并使非密置层的原子稍稍分离。这种堆积方式所得的晶胞是一个含有两个原子的立方体，一式所得的晶胞是一个含有两个原子的立方体，一个原子在立方体的个原子在立方体的_，另一个原子在立方，另一个原子在立方体的体的_，其空间的利用率比简单立方，其空间的利用率比简单立方堆积堆积_，碱金属和，碱金属和Fe属于这种堆积方式。属于这种堆积方式。顶角顶角中心中心高高68%第一层第一层 ：(1).密置层在三维空间堆积密置层在三维空间堆积b、六方最密堆积六方最密堆积123456 第

6、二层第二层 ： 对第一层来讲最紧密的堆积方式是将对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准球对准1，3，5 位。位。 ( 或对准或对准 2，4，6 位，其情形是位，其情形是一样的一样的 )123456AB， 关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。 上图是此种六方上图是此种六方紧密堆积的前视图紧密堆积的前视图ABABA 第一种：第一种： 将第三层球对准第一层的球将第三层球对准第一层的球123456 于是每两层形成一个于是每两层形成一个周期，即周期，即 AB AB 堆积方堆积方式，形成六方紧密堆积式，形成六方紧密堆积。 配位数配位数 12 ( 同层同层 6，上