聊一聊晶体结构和蛋糕的那些事

作为一个贪吃的地质学小学生，看到宝石的晶体结构忍不住就想到了蛋糕。

在结晶学中，宝石的内部结构可以看成是由一个小球一个小球组成的。同一种宝石可以由几种不同颜色、不同大小的小球组成，不过在吃货眼里，这些不同的小球就是做蛋糕的不同材料啊。

1.堆积方式

在晶体中，这些小球都是有规律地排列的，不同堆积方式的小球会用不同颜色表示。最常见的两种堆积方式是ABAB…型，即AB（二层重复）重复型；ABCABC…型，ABC（三层重复）重复型。

AB重复型

因为这种堆积方式形成的结构具有六方对称，所以也称六方最紧密堆积。

这种堆积方式和下面这个玫瑰慕斯很像啊，一层原味蛋糕坯，一层玫瑰慕斯，不就是ABAB型堆积嘛~

ABC重复型

因为形成的结构具有立方对称，所以也称立方最紧密堆积。

ABC型对应的蛋糕应该是三层不一样口味重复，下面这款雪域牛乳芝士蛋糕，奥利奥饼干底、雪域牛乳，以及奶油分别对应了ABC三层。

实际晶体中可以有无数种堆积方式，但都可看作是这两种堆积的组合。蛋糕也是啊，并不是所有的蛋糕都是简单的按同一顺序重复，各种口味打乱顺序会更养眼。

和风抹茶红豆蛋糕——ABAC

巧克力味蛋糕——ABCBA

非等大球最紧密堆积

当然，被看做是宝石内部组成的这些小球并不一定都是等大的，还可能大小不一呢。比如NaCl晶体，也就是盐的晶体结构。Cl-离子较大，做立方最紧密堆积，Na+离子充填于所有空隙中。

这款芒果口味的蛋糕中，芒果慕斯和中间的芒果果冻丁可以代表不同大小的小球。

2.孔隙

把宝石内部结构看作是小球堆积，那么小球之间就会有空隙，那么这些空隙是蛋糕中的什么呢？吃货眼里是蛋糕里的小气孔，哈哈哈。

3.配位多面体

在宝石的晶体结构中，一个原子（或离子）可能与周围的几个原子（或离子）有某种关系，将它们的中心连线，可以形成几何多面体，这个多面体就叫做配位多面体。配位多面体可以有哑铃状、三角形、四面体、八面体、立方体、立方八面体。

上图A为四面体形配位体，B为八面体形配位体。你看它们像不像牛角包以及半个牛角包？

4.缺陷

小球在排列时可能会出现失误，在结晶学中我们叫它缺陷。晶体缺陷可以分为点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。由于体缺陷和蛋糕的关系太复杂了，所以就不介绍了。

点缺陷

可以有空位、填隙和替位。

以这款草莓口味蛋糕为例，每颗草莓规则排列，乖乖得趴在蛋糕上。如果有人偷偷吃掉一颗草莓，那就使这颗草莓原来的地方成为了“空位”；如果在草莓间隙放进去一块小草莓，这里就是“填隙”；把草莓换成黄桃，那就是“替位”了。

线缺陷

主要形式是位错。什么是位错呢？看到下面这个巧克力四重奏没有？

如果在CD以右，A层和B层之间又加入一层，而CD以左没有加入，就叫做“刃位错”；还有一种情况就是，某人不小心碰了蛋糕一下，蛋糕CD以右的部分，A层和B层部分分离，这叫做“螺旋位错”。

面缺陷

主要有平移界面，堆垛层错和晶界三种。这里主要介绍前两种。

如果B层以上的部分整体向前后左右某个方向移动了一个距离就是“平移界面”；如果某人特别爱吃奶油，将C层吃了，或者特地叫蛋糕师在A层和B层之间又加了一层，那就是“堆垛层错”。

这就是晶体结构和蛋糕之间的那些事。