第一单元金属键金属晶体

1、金属晶体的原子堆积模型金属晶体的原子堆积模型邯郸市第四中学邯郸市第四中学孙妍霞孙妍霞配位数：配位数：每个金属原子周围距离最近的原子数称为每个金属原子周围距离最近的原子数称为金属晶体原子的配位数。金属晶体原子的配位数。一、理论基础：一、理论基础： 由于金属键没有方向性，每个金属由于金属键没有方向性，每个金属原子中的电子分布基本是球对称的，所原子中的电子分布基本是球对称的，所以可以把金属晶体看成是由直径相等的以可以把金属晶体看成是由直径相等的圆球的三维空间堆积而成的。圆球的三维空间堆积而成的。一维堆积一维堆积二、金属堆积方式二、金属堆积方式 二维平面堆积方式二维平面堆积方式I I 型型II II

2、型型密置层密置层非密置层非密置层配位数为配位数为4配位数为配位数为6 三维空间堆积方式三维空间堆积方式非密置层层层堆积情况非密置层层层堆积情况1：. 简单立方堆积简单立方堆积空间利用率空间利用率 = 晶胞含有原子的体积晶胞含有原子的体积 / 晶胞体积晶胞体积 100%1 1、简单立方堆积、简单立方堆积 Po 配位数：配位数：空间占有率：空间占有率：每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：6 61 152%52%简单立方：在立方体顶点的微粒简单立方：在立方体顶点的微粒为为8个晶胞共享个晶胞共享空间利用率：空间利用率：(2r)(2r)3 34 4r r3 3/3/3= 52.36%= 52.36%微粒

3、数为：微粒数为：81/8 = 1非密置层层层堆积情况非密置层层层堆积情况2 2： 2 2、体心立方堆积、体心立方堆积-钾型钾型配位数：配位数：空间占有率：空间占有率：每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：868%2计算体心立方晶胞中金属原子的空间利用率。计算体心立方晶胞中金属原子的空间利用率。 解：体心立方晶胞：中心有解：体心立方晶胞：中心有1个原子，个原子， 8个顶点各个顶点各1个原子，每个原子被个原子，每个原子被8个个 晶胞共享。晶胞共享。微粒数为：微粒数为： 1 + 8 1/8 = 2 体对角线体对角线 = 4r= 4r3 3边长边长=4 r/3=4 r/3 123456123456AB，

4、思考：对第一、二层来说，第思考：对第一、二层来说，第三层可以最紧密的堆积方式有三层可以最紧密的堆积方式有几种？几种？123456思考：密置层的堆积方式有哪些？思考：密置层的堆积方式有哪些？一种是将球对准一种是将球对准第一层的球。第一层的球。123456123456另一种是将球对准第另一种是将球对准第一层的一层的2 2，4 4，6 6位位 下图是此种六方下图是此种六方紧密堆积的前视图紧密堆积的前视图ABABA一种是将球对准一种是将球对准第一层的球。第一层的球。123456每两层形成一个每两层形成一个周期周期，六方密堆积六方密堆积镁型镁型配位数配位数： 12 12 。 ( ( 同层同层 6 6，上

5、下层各上下层各 3 3 ) )晶胞含金属原子数晶胞含金属原子数: :6 6另一种是将球对准第另一种是将球对准第一层的一层的 2，4，6 位位，不同于不同于 AB 两层的位两层的位置置，这是这是 C 层层123456123456123456ABCAABC 第四层再排第四层再排 A，于于是形成是形成 ABC ABC 三三层一个周期。层一个周期。12( 同层同层 6， 上下层各上下层各 3 )面心立方面心立方 BCA晶胞含金属原子数晶胞含金属原子数:4金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式铜型铜型面心立方：在立方体顶点的微粒为面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞个晶胞共有，在面心的为共有，在面心的为2个晶胞共有。个晶胞共有。微粒数为：微粒数为：81/8 + 61/2 = 4 空间利用率：空间利用率：(2(21.414r)1.414r)3 34 44 4r r3 3/3/3= 74.05%= 74.05%简单立方堆积简单立方堆积配位数配位数 = 6空间利用率空间利用率 = 52.36% 体心立方堆积体心立方堆积 体心立方晶胞体心立方晶胞配位数配位数 = 8空间利用率空间利用率 = 68.02% 六方密堆积六方密堆积 六方晶胞六方晶胞配位数配位数 = 12空间