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六方最密充填構造

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2009/09/07 05:28 UTC 版)

六方最密充填構造の模式図。左下図が単位格子を示す。

面心立方格子構造（左）と六方最密充填構造（右）の違い。

六方最密充填構造（ろっぽうさいみつじゅうてんこうぞう、英hexagonal close-packed structure）とは、結晶構造の一種である。略称 hcp。学術用語では、ちゅう(稠)密六方格子(close-packed hexagonal lattice),六方格子などと呼ばれる。

六方最密充填構造は一般に正六角柱で表し、この正六角柱の上面および底面の各角および中心と、六角柱の内部で高さ 1/2 のところに 3 つの原子が存在する。底面の中心に位置する原子は、底面の角の 6 原子および上下の各3原子（計 12 原子）と接しており、最密充填構造となっている。また、原子の最稠密面をABAB…（A, Bは原子の位置の種類を示す）の順に重ねた構造、と表現することもできる。

• 充填率 - 74 %（，最密充填）
• 最近接原子数（配位数） - 12 個
• 最近接原子間距離 = 格子定数 a
• 単位格子中の原子の数 - 2 個（（内部））
• 六方最密充填構造に含まれる原子の数 - 6個（）
  • 六方最密充填構造の単位格子は、正六角柱を縦に3等分してできる菱形柱である（「結晶格子」の「六方晶」を参照）。単位格子に含まれる原子数は 2 個であるから、六方最密充填構造には6個の原子が含まれる。
• 結晶内のすべり面の数が限られているので、硬くてもろく、常温では塑性変形しにくい金属が多い。

なお、六方最密充填構造の呼び名であるが、「最密」ではなく「稠密」を、また「構造」ではなく「格子」を使うことがよくある。また、「六方」と「最密（または稠密）」の順序が入れ替わることや、「充填」や「構造（または格子）」が抜け落ちることもままある。それらの組み合わせは筆者・話者によって様々であるが、指し示すところは同じである。（例：六方稠密充填構造，稠密六方格子，最密六方）

六方最密充填構造をとる元素（常温）

球対称の原子を充填した理想的な六方最密充填構造では格子定数の軸率は となるが、実在の金属では異方性があり厳密な意味での六方最密充填構造を取る金属は存在しない。マグネシウムは比較的理想的な格子に近く軸率はc/a=1.624であるが、亜鉛ではc/a=1.856と異方性が高くなる。しかし一般的にはすべて六方最密充填構造と分類している。

• 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),イットリウム(Y),ジルコニウム(Zr),テクネチウム(Tc),ルテニウム(Ru),カドミウム(Cd),ランタン(La),プラセオジム(Pr),ネオジム(Nd),プロメチウム(Pm),ガドリニウム(Gd),テルビウム(Tb),ジスプロシウム(Dy),ホルミウム(Ho),エルビウム(Er),ツリウム(Tm),ハフニウム(Hf),レニウム(Re),オスミウム(Os)

関連項目

• 体心立方格子構造
• 立方最密充填構造（面心立方格子構造）