[科普中国]-最密六方结构

最密六方结构是原子的一种排列方式，也是晶体结构中的一种点阵型式。各种最密堆积中，最密六方结构是有对称性的一种。这种堆积方式是金属晶体的最密堆积，配位数是12。空间利用率较高，约74%。

简介最密六方结构是指除在六角晶胞的顶角上有12个原子外，在每个底面中心有一个原子，在晶胞内部半高处有三个共面原子，轴比近似为（8/3）1/2=1.633的六角晶体结构。把原子视为刚球，尽可能密集地有规则堆积，则密排六方结构是密堆积的方式之一。

它又被称为HCP结构，具有简单六方点阵，但原子不仅位于六棱柱晶胞的结点上，而且位于晶胞中部高度1/2处。中部三原子在底面上的投影位于三个不相邻(不共边)的三角形的重心1。

特点

最密六方结构的特点是晶胞中面上相邻原子都相切，相邻的两个面上的最近邻原子也彼此相切。如图中A原子既和同一层面上的六个原子B、C、D、E、 F、G相切，又和下层的H、J、K原子相切。显然A原子还和上层的三个原子相切这样，在密排六方结构中每个原子就有12个最近邻的原子，即配位数是12。

晶胞原子数最密六方结构的晶胞如下图所示，密排六方可看成是由两个简单六方晶胞穿插而成，最密六方结构亦是原子排列最密集的晶体结构之一。其晶胞原子数可计算如下：六方柱每个角上的原子属6个相邻的晶胞所共有，上下底面中心的每个原子同时为两个晶胞所共有上晶胞内的三个原子，故晶胞原子数为16x12+1/2x2+3=6。

在理想的密排情况下，以晶胞心上地面中心的原子为例，仅与周围六个角上的原子相接触，此外又与其相邻晶胞内的三个原子相接触，所以最密六方结构的配位数为12。最邻近的原子间距相等，故可算出最密六方结构的致密度亦是74，其配位数和致密度都与面心立方结构相同，这表明此两种晶体结构都是原子排列最紧密的结构2。

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学