金屬原子密堆積
正文
金屬鍵的特點是沒有方向性和飽和性，因此金屬晶體中每一個原子都傾向於有儘可能多的近鄰原子圍繞自己，這就導致金屬結構屬於原子密堆積和具有高配位數的特點。金屬原子可看成是圓球，最緊密排列的原子層是圓球的中心位於等邊三角形網的一系列頂點上，每一個圓球與周圍形成正六角形的六個圓球相接觸。在三個圓球之間形成一系列的空穴(圖1 )，
空穴有b和c兩種（這兩種排列方式在無限擴展的晶體結構中通過平移可以重合，因而對於單一的第一層是沒有區別的），為了儘可能地緊密堆積，第二密堆積層的圓球必將疊放在上述兩種空穴的一種上,例如在圖1的b位置上。這樣，在第二層上部表面顯現出兩種空穴a和c。這兩種空穴對於兩層集合體來說是有區別的,因而第三層的排列就有兩種不同的方式。如果第三層處於 a位置，即與第一層相同，形成ABABAB…無限地延續，則這種排列具有六角對稱性（圖1右）,稱為六角密堆積。其理想軸比為1.633，配位數為12，其中6個在同一層內，上下兩層各3個，堆積係數為74.05％。假如第三層疊落在c空穴上(圖1左),組成順序是ABCABC…的無限排列,則屬於立方面心結構,其配位數和堆積係數都與六角密堆積結構相同。這兩種結構在金屬元素中是最常見的。第三種常見的金屬結構是體心立方結構（圖2）。
每個原子的周圍有 8個最近鄰原子，6個次近鄰原子，密堆積面是(110)面組，其堆積係數為68.01％，低於前兩種最密堆積結構。 金屬原子半徑的定義為在密堆積排列的結構中原子間距的一半。從對具有幾種不同配位結構的多型性金屬元素和合金體系的研究中發現，原子半徑隨著配位數的降低而有規律地略有減小。如果將配位數為12的原子半徑定為1,則配位數為8、6、4的原子半徑分別為0.98、0.96、0.88。
參考書目
C. S. Barrett and T. B. Massalski,Structure of Metals,3rd ed., Pergamon, Oxford, 1980.
