金属晶体中原子在空间的排布情况，可以近似地看作等径圆球的堆积。在形成金属晶体时，原子倾向于组成密堆积的结构，使金属原子的能级获得最大的重叠，形成稳定的金属键，晶体中金属原子的这种堆积方式称为金属晶体的密堆积结构，图3－34所示为典型金属晶体的晶格结构。
图3－34 金属晶体的晶格结构
金属晶体的X射线衍射实验证实了金属的密堆积方式。在讨论金属的堆积形式时，可以假设金属原子在晶体中是一层一层堆积起来的，通过每一层原子的重复情况来认识金属晶体。下面讨论最常见的3种金属晶体的晶格结构。
1.配位数为8的体心立方密堆积
在体心立方密堆积（body center packing）形式中，同一层原子相互靠紧，但不互相接触；第二层原子放在第一层原子的空隙上，每个原子与第一层中的4个原子紧密接触；第三层原子放在第二层之上，其位置与第一层相同。原子层以这种形式不断重复，从而形成了体心立方晶格。在体心立方晶格中，原子的空间占有率为68.02%。如图3－35所示。
图3－35 体心立方密堆积(www.xing528.com)
2.配位数为12的六方密堆积
在六方密堆积（hexagonal closest packing）形式中，把第一层金属原子记为A层，第二层金属原子记为B层。A层中，密堆积的方式是1个原子与6个原子相互靠近，并形成6个空隙的凹位；B层密堆积的方式是将原子对准1、3、5空隙位置（或2、4、6空隙位置）；第三层与第一层相同，第四层与第二层相同，以ABAB…形式重复，形成六方晶格。在六方晶格中，金属原子的配位数为12，这种密堆积形式的空间占有率为74.05%。如图3－36所示。
图3－36 六方密堆积
3.配位数为12的面心立方密堆积
在面心立方密堆积（cubic close packing）形式中，每一层的原子都紧密排列，互相接触。同样，把第一层金属原子记为A层，第二层原子记为B层，第三层原子记为C层。A层与B层中原子的结合方式与六方密堆积中堆积方式一样；C层原子位置处于B层原子上部形成的空隙中，并与第二层原子接触，但这个空隙与A层原子所处的位置正好错开；第四层原子与第一层原子的位置相同，所以也可称为A层。原子层以ABCABC…的形式不断重复，形成了原子配位数为12的面心立方晶格，如图3－37所示。面心立方晶格的空间占有率也为74.05%。
图3－37 面心立方密堆积
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