FCC和HCP晶体结构的本质区别

fcc（A1）、bcc（A2）和hcp（A3）是三种最基本的晶体结构。其中fcc和hcp因为有着一样的配位数（CN=12）和致密度，经常有人分不他们内在的区别在哪里。

有人甚至说fcc和hcp是一样的，只是观察角度不一样，说明：这是错的！

先上教材结论：fcc密排面的堆垛方式是的排列方式ABCABC……、而hcp的是ABABAB……这个在各版本材基里都有提到过。

以上交第三版为例，在第二章2.2.2小节 晶体的原子堆垛方式和间隙，有书的可以自行查阅

如图 2 .30 所示。若把密排面的 原子中心连成六边形的网格 , 这个六边形的网格又可分为六个等边三角形 , 而这六个三角形的中心又与原子之间的六个空隙中心相重合。

从图 2 .31 可看 出这六个空隙可分为 B, C两组 , 每组分别构成一个等边三角 形。为了获得最紧密的堆垛 , 第二层密排面的每个原子应坐落在第一层密排面 ( A 层) 每三个原子之间的空隙(低谷) 上。不难看出，这些密排面在空间的堆垛 方式可以有两种情况 , 一种是按ABA B… 或ACAC… 的顺序堆垛 , 这就构成密排六方结构 ( 见 图 2 .29 ) ; 另一种是按ABCABC… 或ACBACB… 的顺序堆垛 , 这就是面心立方结构(见图 2 .27)。

为了更好的表达这两个堆垛方式的区别，我做了个示意图。

FCC中B层相对于A层向右移动1/3d，C层相对于A层向右移动2/3d，d是球直径。

HCP中中B层对于A层向右移动1/2d，d是球直径。

从垂直于密排面密排方向的角度（图中竖线）看。fcc的B层原子相对于A层原子是水平位移了三分之一（或左或右），而C层原子又相对于B层原子在之前的水平方向上继续位移了三分之一，C层的下一层继续上个步骤位移三分之一时，又回到的A层最初所在的位置。所以说他的排列方式是ABCABC……

而hcp的则简单很多，B层原子是相对于A层原子在水平方向上（左右都一样）位移了二分之一，B层的下一层继续上个步骤位移时，又回到了A层最初所在的位置（反方向亦然）。所以说他的排列方式是ABABAB……

这里有人可能就会问了，fcc中C层如果不是在之前的水平方向滑移，而是反方向位移1/3时，不就直接回到A位置吗，ABABAB不就好了？

我按这个假设画了个图，从右边被四个浅蓝色球包住的红色球，我们可以看出，和红球直接接触的四个球并不是中心对称分布的，也就是说，这种情况下，B层不稳定，他会继续动，即在上下两层的挤压下继续滑移1/6，变成和hcp一样的结构稳定结构。

于是我们可以得出这么一个结论，fcc和hcp的差异相当于是：在fcc中第三层是否继续第二层的滑移方向继续继续而造成的。如果同方向那就是fcc，反方向则是hcp。（没有老师对我说过类似原话，纯属个人见解）