六方晶系是一種晶體結(jié)構(gòu)，其晶胞具有特定的對稱性和幾何形狀。六方晶系中的晶胞可以分為三種類型：簡單六方晶胞、六方密堆積晶胞和菱面體晶胞。以下是對這三種晶胞的詳細(xì)說明，并附帶案例。

1. 簡單六方晶胞

定義：簡單六方晶胞是最基本的六方晶胞，其晶胞形狀為六方柱體，具有六重軸對稱性。簡單六方晶胞的基矢為三個矢量，其中兩個矢量在水平面上，長度相等且夾角為120度，第三個矢量垂直于水平面，長度可以與前兩個矢量相等或不等。

特點：

• 晶胞參數(shù)：a = b ≠ c，α = β = 90°，γ = 120°
• 對稱性：六重軸對稱性
• 原子排列：通常原子排列較為簡單，每個晶胞中包含一個或多個原子。

案例：

• 石墨：石墨的晶體結(jié)構(gòu)屬于六方晶系，其晶胞為簡單六方晶胞。石墨的晶胞參數(shù)為a = b ≠ c，α = β = 90°，γ = 120°。石墨中的碳原子以六方密堆積的方式排列，每個碳原子與三個相鄰的碳原子形成共價鍵。

2. 六方密堆積晶胞

定義：六方密堆積晶胞是一種特殊的六方晶胞，其原子排列方式為六方密堆積（hcp）。在這種排列中，原子以最密堆積的方式排列，形成六方對稱性。

特點：

• 晶胞參數(shù)：a = b ≠ c，α = β = 90°，γ = 120°
• 對稱性：六重軸對稱性
• 原子排列：原子以六方密堆積的方式排列，每個原子周圍有12個最近鄰原子。

案例：

• 鎂（Mg）：鎂的晶體結(jié)構(gòu)屬于六方晶系，其晶胞為六方密堆積晶胞。鎂的晶胞參數(shù)為a = b ≠ c，α = β = 90°，γ = 120°。鎂原子以六方密堆積的方式排列，每個鎂原子周圍有12個最近鄰的鎂原子。

3. 菱面體晶胞

定義：菱面體晶胞是一種特殊的六方晶胞，其晶胞形狀為菱面體（rhombohedral）。菱面體晶胞可以通過簡單六方晶胞的變形得到，其晶胞參數(shù)具有特定的關(guān)系。

特點：

• 晶胞參數(shù)：a = b = c，α = β = γ ≠ 90°
• 對稱性：三重軸對稱性
• 原子排列：原子排列方式較為復(fù)雜，通常通過簡單六方晶胞的變形得到。

案例：

• 砷（As）：砷的晶體結(jié)構(gòu)屬于六方晶系，其晶胞為菱面體晶胞。砷的晶胞參數(shù)為a = b = c，α = β = γ ≠ 90°。砷原子以菱面體的方式排列，每個砷原子周圍有三個最近鄰的砷原子。

總結(jié)

六方晶系中的三種晶胞類型分別是簡單六方晶胞、六方密堆積晶胞和菱面體晶胞。每種晶胞類型具有不同的對稱性和原子排列方式，適用于不同的晶體結(jié)構(gòu)。石墨、鎂和砷分別是這三種晶胞類型的典型案例。