《金属晶体的原子堆积模型》课件 好

金属晶体的原子堆积模型第二课时金属晶体麒麟区一中:王晓学因为金属键没有方向性和饱和性，且晶体中的原子可看成是直径相等的球体，因此都趋向于使金属原子吸引更多的其他原子分布于周围，并以紧密堆积方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。二、金属晶体的原子堆积模型紧密堆积原理：空间利用率：配位数：物质中一个原子周围最近的等距的原子数目。晶体的空间被微粒所占的体积百分数，用它来表示紧密堆积的程度。晶胞中原子的总体积晶胞的体积﹪100×1、二维空间金属原子的排列方式行列对齐四球一空行列相错三球一空密置层非密置层1234配位数：46123456将金属原子抽象成为小球，小球的平面排列方式有几种？非密置层A143213642A5密置层配位数为4配位数为6非密置层在三维空间里堆积有几种方式？2、三维空间中金属晶体的堆积方式（非密置层）（1）第二层小球的球心正对着第一层小球的球心

（2）第二层小球的球心正对着第一层小球形成的空穴

简单立方晶胞（1）简单立方堆积Po

①简单立方晶胞平均占有的原子数目：

81×8=1②空间利用率：③配位数：12341234566同层4，上下层各1金属晶体的原子在三维空间堆积模型①简单立方堆积（Po）简单立方堆积：非最紧密堆积，空间利用率低配位数是

个。6金属晶体基本构型:非最紧密堆积的两种构型简单立方堆积体心立方晶胞（2）体心立方堆积（钾型）碱金属钾型(体心立方堆积)（IA碱金属，VB，VIB）①体心立方晶胞平均占有的原子数目：

81×8=2+1②空间利用率：

③配位数：812345678上下层各4体心立方堆积配位数：8123456（3）、第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1，3，5位。(或对准2，4，6位，其情形是一样的)123456

关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。配位数空间利用率121274%74%123456第一种：第三层与第一层重合。

每两层形成一个周期，即ABAB堆积方式。

下图是此种堆积的前视图ABABA六方最密堆积1200找镁型的晶胞四点间的夹角均为60°六方密堆积（镁型）的空间利用率计算：金属原子的半径r与六棱柱的边长a、高h的关系：a=2rahh=a632在镁型堆积中取出六方晶胞，平行六面体的底是平行四边形，各边长a=2r，则平行四边形的面积：

平行六面体的高：先求S再求h第二种：第三层的球与第一层的球不重合。123456

每三层形成一个周期。即ABCABC的堆积方式。ABCAABC面心立方最密堆积BCA123456123456123456铜型

第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的2，4，6位，不同于AB两层的位置，这是C层。此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC铜型123456789101112属于最密置层堆集，配位数为

，这种堆积晶胞空间利用率高，许多金属（如CuAgAu等）采取这种堆积方式。12123456123456铜型

第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的

2，4，6位，不同于AB两层的位置，这是

C层。412356----面心立方最密堆积123456铜型BCA铜型边长为

a面对角线边长为

a＝4r金属原子半径r与正方体边长a的关系：找铜型的晶胞BCA面心立方（铜型）空间利用率计算：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。属于1个晶胞微粒数为：8×1/8+6×1/2=4请计算：空间利用率？面心立方堆积方式的空间利用率计算aa4R面心面心立方堆积方式的空间利用率计算aa4R面心面心立方空间利用率：属于1个晶胞微粒数为：8×1/8+6×1/2=4空间利用率：(2×1.414r)34×4πr3/3=74.05%堆积模型采纳这种堆积的典型代表配位数晶胞镁型MgZnTi12简单立方Po6钾型NaKFe8铜型CuAgAu12总结思考：4中模型单位体积容纳原子数大小关系？52%68%74%74%空间利用率堆积模型采纳这种堆积的典型代表空间利用率配位数晶胞简单堆积Po(钋)52%6体心立方堆积K、Na、Fe68%8六方最密堆积Mg、Zn、Ti74%12面心立方最密堆积Cu,Ag,Au74%12小结：1．下列有关金属元素特征的叙述中正确的是A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性B．金属元素在化合物中一定显正价C．金属元素在不同化合物中的化合价均不同D．金属单质的熔点总是高于分子晶体能力训练2.某些金属晶体(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以划出一块正立方体的结构单元，金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空间利用率。

3.已知金属铜为面心立方晶体，如图所示，铜的相对原子质量为63.54，密度为8.936g/cm3，试求（1）图中正方形边长a，（2）铜的金属半径raarrorr提示：数出面心立方中的铜的个数：六方最密堆积的要点：①将上层密置层金属原子填入下层的密置层金属原子所形成的凹穴中，按ABAB的方式堆积

②六方最密堆积的晶胞是八个原子占据平行六面体的八个顶点，另一个原子占据其某一侧面

③每个原子与12个原子紧密接触，即配位数为12④其空间利用率为74%第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的

2，4，6位，不同于AB两层的位置，这是C层。123456123456123456123456此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC

第四层再排A，于是形成ABCABC三层一个周期。得到面心立方堆积。

配位数12

。(同层6，上下层各3

)123456123456123456123456123456123456123456BCA4）面心立方最密堆积（Cu、Ag、Au）面心立方最密堆积的要点：①将上层密置层金属原子填入下层的密置层金属原子所形成的凹穴中，按ABCABC的方式堆积（C与A交错填入B的凹穴中）②面心立方最密堆积的晶胞是八个原子占据立方体的八个顶点，另6个原子分别占据其6个面心

③每个原子与12个原子紧密接触，即配位数为12④其空间利用率为74%堆积模型采纳这种堆积的典型代表空间利用率配位数晶胞简单立方52%6钾型(bcp)K、Na、Fe68%8镁型(hcp)Mg、Zn、Ti74%12铜型(ccp)Cu,Ag,Au74%12Po(钋)小结：三种晶体类型与性质的比较晶体类型原子晶体分子晶体金属晶体概念相邻原子之间以