晶體與晶格

面心立方(face-centered cubic)

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像水果攤老闆那樣把橙子碼進箱子:鋪一層,再把下一層的橙子嵌進下面那層的凹窩裡,一層層這麼碼上去。你就把這些圓東西堆得幾乎不能再緊了。如果把橙子中心所在的位置標出來,再把圖整理成一個立方體,你就得到了面心立方的排列。

面心立方,簡稱fcc,是一種立方結構:立方體的八個角上各有一個原子,六個面的中心又各有一個——因此叫「面心」。正確計數後(角上的原子由八個胞分攤、面上的由兩個胞分攤),平均每個立方體含四個原子。它屬於密堆積結構:每個原子與十二個最近鄰相接觸,這是相同的球能達到的最多接觸數,堆積填滿了約74%的空間。它的原胞更小、是歪斜的,但用立方體來想像最方便。

面心立方之所以重要,是因為我們許多最有用的金屬——鋁、銅、銀、金、鎳、鉛——都以這種方式結晶,而那一層層緊貼、可相互滑動的原子面,讓它們柔軟、易於碾軋、拉拔和塑形。常見的混淆是把它和體心立方搞錯:後者的額外原子在立方體正中央而非各面上,堆得沒那麼密,性質也不同。面心立方與六方密堆積都屬密堆積,區別只在層與層的堆疊方式。

一枚金戒指就是面心立方的金。金能被錘打成薄到透光的金箔,正是因為它那些密堆積的面心立方原子面可以彼此輕鬆滑動,讓金屬攤薄而不開裂。

可滑動的密堆積原子面,讓面心立方的金能被打成透光的金箔。

面心立方和立方最密堆積是同一種結構的兩個名字——一個著眼於立方體,一個著眼於密堆積層的堆疊方式。它們不是兩樣東西。

又稱
fccFCC立方最密堆积