金属晶体堆积方式


晶格,乃是晶体中原子排列的具体形式。

晶体由三维有序且对称的结构组成,这些结构由原子团或原子以特定间隔重复排列而成。这些排列保持一致的取向,并以点阵的形式呈现。这些点阵通过平移对称相互关联,形成了我们所说的晶格。请注意,晶格的位置并不一定与原子的实际位置相吻合。

晶格是一组无限排列的点阵,它们交织在一起形成三组平行平面。当这些平面相交时,它们会产生具有六个面的三维图形,如立方体。这些图形被设置在三组平行的平面中,形成了我们所知的平行六面体。

据某百科解释,金属晶体内部的原子是按照一定的几何规律排列的。为便于理解,可以将这些原子视为球体。这些球体有规律地堆积在一起,形成了金属晶体。为了形象地展示这种规律,我们可以将原子简化为一个点,用假想的线将这些点连接起来,从而构成具有明显规律性的空间格架。这个空间格架被称作晶格,也被称为晶架。

简单立方晶格:其特点在于原子球在一个平面内以正方形式排列,并通过平面叠加得到简单立方格子。

体心立方晶格:这是金属(如Li、Na、K、Rb、Cs、Fe等)常见的晶格结构和原子排列形式。

六角密排晶格:这种晶格结构常见于Be、Mg、Zn、Cd等金属。原子在晶体中会占据平衡位置,这些位置是结合能最低的。

配位数是描述晶体中粒子排列紧密程度的一个重要参数。它指的是一个原子的周围最近的邻接原子的数量。

当晶体由全同粒子组成时,会形成密堆积。如果将这些全同的小圆球平铺在平面上,任一球都与六个球相切。当以三层这样的方式平铺时,它们的排列方式如图所示,其中第二层会放置在第一层的空隙中,而第三层与第一层的原子位置相同,其排列方式为ABA型。

面心立方晶格:这种结构常见于Cu、Ag、Au、Al等大多数金属。

金刚石结构:在半导体Ge和Si中可见。碳原子构成的面心立方原胞内还有四个原子,它们位于四个空间对角线的1/4处,形成一个正四面体。

还有多种化合物晶体的晶格结构,如NaCl、CsCl和ZnS等。

对于化合物半导体如锑化铟、砷化镓和磷化铟的晶格结构也值得关注。

钙钛矿结构:是钛酸钙(CaTiO3)等重要介电晶体的特征结构。

其他如钛酸钡(BaTiO3)、锆酸铅(PbZrO3)、铌酸锂(LiNbO3)和钽酸(LiTaO3)等介电晶体也具有独特的晶格结构。