立方最密充填構造(面心立方格子構造)をとる原子と、 六方最密充填構造をとる原子があるようですが、、

立方最密充填構造(面心立方格子構造)をとる原子と、
六方最密充填構造をとる原子があるようですが、、

二つの構造は、「見る角度が違うだけで同じ配列」といったことを書かれているページが多いです。

しかし、配列が同じなら、どうして

立方最密充填構造(面心立方格子構造)をとる原子
* ネオン(Ne)
* アルミニウム(Al)
* アルゴン(Ar)
* カルシウム(Ca)
* ニッケル(Ni)
* 銅(Cu)など

と、
六方最密充填構造をとる原子
ベリリウム(Be)
マグネシウム(Mg)
スカンジウム(Sc)
チタン(Ti)
コバルト(Co)
亜鉛(Zn)など

が存在しているのでしょうか？


「見る角度が違うだけで同じ配列」であるなら、
上記の原子は、どちらの最密充填構造もとることになると思うのですが。

No.3 ベストアンサー 回答者： むらさめ 回答日時： 2016/05/28 18:09

大学の専門書でも、面心立方格子と六方最密充填格子は明確に最密充填構造ではあるけれど、面の配列仕方が異なると書かれています。

積層する面の配列仕方は、材料の強度特性に大きく影響してくるので、面心立方と六方最密が「同じ配列」とは絶対に教えないですね。

面心立方格子を持つ金属は、身近なものでは、Al、Cu、Au、Pb、Ag等がありますが、
これらは塑性加工がし易くよく伸びる性質を持っています。

六方最密充填格子を持つ金属で身近にあるのは、Mg、Ti、Zn、辺りですが、
Tiは比較的、六方晶系金属の中でも塑性加工がしやすいですが、
MgやZnでは結晶構造からくる性質で加工性が難しくなっていきます。

結晶構造の話は古典的な学問なのですが本当は難しいですね。

この回答へのお礼

大学の専門書でわざわざ確かめて頂きありがとうございます。
助かりました。

お礼日時：2016/05/29 21:08

No.2 回答者： むらさめ 回答日時： 2016/05/28 16:38

「見る角度が違うだけで同じ配列」というは私にも不可解です。

金属では、充填率が同じでもこの配列が違うだけで物性が変わってくるので、同じとは言えません。
執筆者や編集者が結晶の専門外だったとしか考えるしかないよう思います。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

ウィキペディアや、他の本や動画でも、同じように書いてあります。

大学の専門書にはどのように書いてあるのだろうと思います。

お礼日時：2016/05/28 17:18

No.1 回答者： むらさめ 回答日時： 2016/05/28 16:11

同じようにみえてどちらも最密充填構造なのですが、面的な積層の位置が違います。

六方最密充填構造では
平面で原子を並べた場合、正六角形の頂点とその中心に原子が位置しています。…①
その上の面(下の面でも同じですが)、正六角形が作る6つの正三角形のうち、ひとつおきの3つの正三角形の重心に原子が配置していきます。…②
更に、その上の面では①の面と同じ位置に原子が配置をしていき六方晶構造を作って行きます。

しかし面心立方構造では、①の配置と②の配置は同じなのですが、
その上の原子の配置の位置が更に60°移動した正三角形の重心位置に配置をしていくことになります。

言葉では説明しにくいのでWikiの画像のリンクです。
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3 …

両者とも最密充填であることは変わりがないのですが、原子面の積み方が異なるのです。
これは塑性に影響していて、面心立方格子では滑ることができる方位が多いため変形しやすい特性を持っていますが、
六方最密充填格子は滑る方向が少ないために変形がしにくい特性になります。

細かいことですが、NeやArは希ガス元素ですから面心立方格子構造を論じるには不適切だと思います。
上に挙げた元素の他ではAgやAu、Pbが代表格ですね。

この回答へのお礼

早速の回答、ありがとうございます！

URLの画像はチェックしていたのですが、むらさめさんの回答を読んだ後に見てみると、よく理解でしました。

そこでまた、疑問が出てくるのですが、
よく書かれている
「見る角度が違うだけで同じ配列」というのが気になります。

というのは、私的には、どう考えても「違う配列」としか考えられないからです。

立方最密充填構造と、六方最密充填構造は、充填率など全く同じになりますが、
それでも、3段目が一つズレた「違う配列」です。

なぜ化学の世界では、これを「同じ配列」と言っているのでしょうか？

また、新たに別の化学の似た質問もしていますので、
よかったらそちらの方も見て頂けると助かります。

お礼日時：2016/05/28 16:25