УПАКОВКИ ПЛОТНЕЙШИЕ

УПАКОВКИ ПЛОТНЕЙШИЕ вкристаллографии, формы расположения атомов в кристаллич. решётке, к-рые характеризуются наибольшим чис

лом атомов в единице объёма кристалла. У. п. отчётливо выражены в большом числе кристаллич. структур. Они характерны для большинства металлов, а также для кристаллизованных инертных газов. Структуры мн. неорганич. (ионных) кристаллов представляют собой У. п. шаровых анионов (с большими ионными радиусами), в пустотах к-рых распределяются мелкие катионы.

Более 300 лет известна (И. Кеплер) и признаётся наиболее плотной упаковка шаров "вручную" (рис. 1), когда на слой

шаров, уложенных с квадратным мотивом, наложен другой такой же слой шаров в лунки нижележащего (коэфф. заполнения пространства 74,05%, рис. 2).

Очевидно, что шары третьего слоя будут лежать точно над шарами первого. Такая упаковка обычно наз. кубич. плотнейшей гранецентрированной. Она считалась единственной, пока в 1900 англ. кристаллограф У. Барлоу не показал, что, поставив куб на угол, его можно разобрать на плоские ещё более плотные слои (рис. 3), в к-рых лунок между шарами в два раза больше числа самих шаров (рис. 4). Варьируя укладку плотноупа

кованных слоев (рис. 5), получают бесчисленное множество плотнейших упаковок с одинаковым коэфф. заполнения - 74,05%. Если ограничить наслаивание нек-рым периодом, то получается: двухслойная плотнейшая упаковка (рис. 6, а; третий слой повторяет первый), трёхслой

ная (рис. 6, б; четвёртый слой повторяет первый), четырёхслойная (рис. 6, в) и т. д. Трёхслойная упаковка - это исходная кубическая, прочие - все гексагональные.

Благородные металлы Ag, Au, Pt, a также Си, А1, РЬ.-у-Ре характеризуются трёхслойной - кубической плотней-шей упаковкой атомов. Двухслойной упаковке подчиняются Be, Mg, Zn, Ti, четы-рёхслойной - редкоземельные металлы: La, Се и др. Весьма часто полиморфизм (уже не только чистых металлов, но и соединений с простейшей формулой АХ) сводится к смене типа плотнейшей упаковки 6-, 8-, 15-слойными вплоть до числа слоев в неск. десятков (карборунд SiC). Кристаллич. решётки нек-рых соединений характеризуются менее плотной объёмноцентрированной укладкой (рис. 7) с коэфф. заполнения 68% (а-железо, щелочные металлы).

Поскольку наиболее распространены двух- и трёхслойные упаковки со стандартным расположением анионных шаров, то структура хим. соединения зачастую определяется распределением др. элементов структуры, гл. обр. катионов, по пустотам плотнейшей упаковки (см. Структуры кристаллов). Их 2 сорта: среди 6 шаров (октаэдрич. пустоты) и среди 4 шаров

(тетраэдрич. пустоты); вторых в 2 раза больше, чем первых (как показано на рис. 8 - с анионами в вершинах плотно-упакованных полиэдров). При описании структур ограничиваются обычно выделе

нием в таких слоях заполненных полиэдров, к-рые раскрашивают в разные цвета соответственно сортности заселяющих атомов (рис. 9).

Лит.: Белов Н. В., Структура ионных кристаллов и металлических фаз, М., 1947.

Н. В. Белов.