4.4.1　球體最緊密堆積原理

離子可看成一個(gè)具有一定范圍的球體，因此晶體中各離子間的相互結(jié)合，可看做球體的相互堆積。根據(jù)晶體中質(zhì)點(diǎn)的相互結(jié)合要遵循內(nèi)能最小的原則，從球體堆積角度來(lái)看，球體的堆積密度愈大，系統(tǒng)的內(nèi)能就愈小，即球體最緊密堆積原理。在沒(méi)有其他因素(如價(jià)鍵的方向性)的影響下，晶體中的質(zhì)點(diǎn)在空間的排列是服從最緊密堆積原理的。

球體的最緊密堆積可分為等大球的堆積和非等大球的堆積。如果晶體系由同一種質(zhì)點(diǎn)組成，如Cu、Ag、Au等單質(zhì)晶體為等大球堆積方式;如系由不同的質(zhì)點(diǎn)組成，如NaCl、MgO等，則為非等大球堆積方式。

在晶體結(jié)構(gòu)中，質(zhì)點(diǎn)之間盡可能相互靠近，占有最小空間，相互作用力達(dá)到平衡，內(nèi)能達(dá)到最小，晶體為最穩(wěn)定。在離子晶格中和金屬晶格中離子鍵、金屬鍵無(wú)方向性和飽和性，晶體結(jié)構(gòu)可看成大的質(zhì)點(diǎn)(大的原子、陰離子和少數(shù)分子)作球體最緊密堆積，小的質(zhì)點(diǎn)(小的原子、小陽(yáng)離子)充填大質(zhì)點(diǎn)堆積的空洞。

圖4.4為一層球的最緊密堆積與兩層球的最緊密堆積示意圖。

圖4.4　一層球的最緊密堆積與兩層球的最緊密堆積