《金屬晶體的原子堆積模型》課件 好

金屬晶體的原子堆積模型第二課時金屬晶體麒麟?yún)^(qū)一中:王曉學(xué)因為金屬鍵沒有方向性和飽和性，且晶體中的原子可看成是直徑相等的球體，因此都趨向于使金屬原子吸引更多的其他原子分布于周圍，并以緊密堆積方式降低體系的能量，使晶體變得比較穩(wěn)定。二、金屬晶體的原子堆積模型緊密堆積原理：空間利用率：配位數(shù)：物質(zhì)中一個原子周圍最近的等距的原子數(shù)目。晶體的空間被微粒所占的體積百分?jǐn)?shù)，用它來表示緊密堆積的程度。晶胞中原子的總體積晶胞的體積﹪100×1、二維空間金屬原子的排列方式行列對齊四球一空行列相錯三球一空密置層非密置層1234配位數(shù)：46123456將金屬原子抽象成為小球，小球的平面排列方式有幾種？非密置層A143213642A5密置層配位數(shù)為4配位數(shù)為6非密置層在三維空間里堆積有幾種方式？2、三維空間中金屬晶體的堆積方式（非密置層）（1）第二層小球的球心正對著第一層小球的球心

（2）第二層小球的球心正對著第一層小球形成的空穴

簡單立方晶胞（1）簡單立方堆積Po

①簡單立方晶胞平均占有的原子數(shù)目：

81×8=1②空間利用率：③配位數(shù)：12341234566同層4，上下層各1金屬晶體的原子在三維空間堆積模型①簡單立方堆積（Po）簡單立方堆積：非最緊密堆積，空間利用率低配位數(shù)是

個。6金屬晶體基本構(gòu)型:非最緊密堆積的兩種構(gòu)型簡單立方堆積體心立方晶胞（2）體心立方堆積（鉀型）堿金屬鉀型(體心立方堆積)（IA堿金屬，VB，VIB）①體心立方晶胞平均占有的原子數(shù)目：

81×8=2+1②空間利用率：

③配位數(shù)：812345678上下層各4體心立方堆積配位數(shù)：8123456（3）、第二層對第一層來講最緊密的堆積方式是將球?qū)?zhǔn)1，3，5位。(或?qū)?zhǔn)2，4，6位，其情形是一樣的)123456

關(guān)鍵是第三層，對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。配位數(shù)空間利用率121274%74%123456第一種：第三層與第一層重合。

每兩層形成一個周期，即ABAB堆積方式。

下圖是此種堆積的前視圖ABABA六方最密堆積1200找鎂型的晶胞四點間的夾角均為60°六方密堆積（鎂型）的空間利用率計算：金屬原子的半徑r與六棱柱的邊長a、高h(yuǎn)的關(guān)系：a=2rahh=a632在鎂型堆積中取出六方晶胞，平行六面體的底是平行四邊形，各邊長a=2r，則平行四邊形的面積：

平行六面體的高：先求S再求h第二種：第三層的球與第一層的球不重合。123456

每三層形成一個周期。即ABCABC的堆積方式。ABCAABC面心立方最密堆積BCA123456123456123456銅型

第三層的另一種排列方式，是將球?qū)?zhǔn)第一層的2，4，6位，不同于AB兩層的位置，這是C層。此種立方緊密堆積的前視圖ABCAABC銅型123456789101112屬于最密置層堆集，配位數(shù)為

，這種堆積晶胞空間利用率高，許多金屬（如CuAgAu等）采取這種堆積方式。12123456123456銅型

第三層的另一種排列方式，是將球?qū)?zhǔn)第一層的

2，4，6位，不同于AB兩層的位置，這是

C層。412356----面心立方最密堆積123456銅型BCA銅型邊長為

a面對角線邊長為

a＝4r金屬原子半徑r與正方體邊長a的關(guān)系：找銅型的晶胞BCA面心立方（銅型）空間利用率計算：在立方體頂點的微粒為8個晶胞共有，在面心的為2個晶胞共有。屬于1個晶胞微粒數(shù)為：8×1/8+6×1/2=4請計算：空間利用率？面心立方堆積方式的空間利用率計算aa4R面心面心立方堆積方式的空間利用率計算aa4R面心面心立方空間利用率：屬于1個晶胞微粒數(shù)為：8×1/8+6×1/2=4空間利用率：(2×1.414r)34×4πr3/3=74.05%堆積模型采納這種堆積的典型代表配位數(shù)晶胞鎂型MgZnTi12簡單立方Po6鉀型NaKFe8銅型CuAgAu12總結(jié)思考：4中模型單位體積容納原子數(shù)大小關(guān)系？52%68%74%74%空間利用率堆積模型采納這種堆積的典型代表空間利用率配位數(shù)晶胞簡單堆積Po(釙)52%6體心立方堆積K、Na、Fe68%8六方最密堆積Mg、Zn、Ti74%12面心立方最密堆積Cu,Ag,Au74%12小結(jié)：1．下列有關(guān)金屬元素特征的敘述中正確的是A．金屬元素的原子只有還原性，離子只有氧化性B．金屬元素在化合物中一定顯正價C．金屬元素在不同化合物中的化合價均不同D．金屬單質(zhì)的熔點總是高于分子晶體能力訓(xùn)練2.某些金屬晶體(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式緊密堆積，即在晶體結(jié)構(gòu)中可以劃出一塊正立方體的結(jié)構(gòu)單元，金屬原子處于正立方體的八個頂點和六個側(cè)面上，試計算這類金屬晶體中原子的空間利用率。

3.已知金屬銅為面心立方晶體，如圖所示，銅的相對原子質(zhì)量為63.54，密度為8.936g/cm3，試求（1）圖中正方形邊長a，（2）銅的金屬半徑raarrorr提示：數(shù)出面心立方中的銅的個數(shù)：六方最密堆積的要點：①將上層密置層金屬原子填入下層的密置層金屬原子所形成的凹穴中，按ABAB的方式堆積

②六方最密堆積的晶胞是八個原子占據(jù)平行六面體的八個頂點，另一個原子占據(jù)其某一側(cè)面

③每個原子與12個原子緊密接觸，即配位數(shù)為12④其空間利用率為74%第三層的另一種排列方式，是將球?qū)?zhǔn)第一層的

2，4，6位，不同于AB兩層的位置，這是C層。123456123456123456123456此種立方緊密堆積的前視圖ABCAABC

第四層再排A，于是形成ABCABC三層一個周期。得到面心立方堆積。

配位數(shù)12

。(同層6，上下層各3

)123456123456123456123456123456123456123456BCA4）面心立方最密堆積（Cu、Ag、Au）面心立方最密堆積的要點：①將上層密置層金屬原子填入下層的密置層金屬原子所形成的凹穴中，按ABCABC的方式堆積（C與A交錯填入B的凹穴中）②面心立方最密堆積的晶胞是八個原子占據(jù)立方體的八個頂點，另6個原子分別占據(jù)其6個面心

③每個原子與12個原子緊密接觸，即配位數(shù)為12④其空間利用率為74%堆積模型采納這種堆積的典型代表空間利用率配位數(shù)晶胞簡單立方52%6鉀型(bcp)K、Na、Fe68%8鎂型(hcp)Mg、Zn、Ti74%12銅型(ccp)Cu,Ag,Au74%12Po(釙)小結(jié)：三種晶體類型與性質(zhì)的比較晶體類型原子晶體分子晶體金屬晶體概念相鄰原子之間以