《金属晶体的原子堆积模型》课件.ppt
金属晶体的原子堆积模金属晶体的原子堆积模型课件型课件 因为金属键因为金属键没有方向性和饱和性没有方向性和饱和性，且晶体中，且晶体中的原子可看成是的原子可看成是直径相等的球体直径相等的球体，因此都趋向，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，于使金属原子吸引更多的其他原子分布于周围，并以并以紧密堆积方式紧密堆积方式降低体系的能量，使晶体变降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。得比较稳定。二、金属晶体的原子堆积模型二、金属晶体的原子堆积模型紧密堆积原理紧密堆积原理：空间利用率：空间利用率：配位数：配位数：物质中一个原子周围物质中一个原子周围最近最近的的等距等距的的原子数目。原子数目。晶体的空间被微粒所占的体积百分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。数，用它来表示紧密堆积的程度。晶胞中原子的总体积晶胞中原子的总体积晶胞的体积晶胞的体积 1001 1、二维空间金属原子的排列方式、二维空间金属原子的排列方式行列对齐行列对齐四球一空四球一空 行列相错行列相错三球一空三球一空密置层密置层非密置层非密置层1234配位数：配位数：4 46 61 12 234562 2、三维空间中金属晶体的堆积方式、三维空间中金属晶体的堆积方式（非密置层）（非密置层）（1）第二层小球的第二层小球的球心球心正对正对着着第一层小球的第一层小球的球心球心（2）第二层小球的第二层小球的球心球心正对正对着着第一层小球形成的第一层小球形成的空穴空穴简简简简单单单单立立立立方方方方晶晶晶晶胞胞胞胞（1 1）简单立方堆积）简单立方堆积Po简单立方晶胞平均占有的原子数目：简单立方晶胞平均占有的原子数目：818=1空间利用率：空间利用率：配位数：配位数：12341234566同层同层4 4，上下层各，上下层各1 1体体体体心心心心立立立立方方方方晶晶晶晶胞胞胞胞（2 2）体心立方堆积）体心立方堆积（钾型）（钾型）碱金属碱金属体心立方晶胞平均占有的原子数目：体心立方晶胞平均占有的原子数目：818=2+1空间利用率空间利用率：配位数：配位数：81 12 23 34 45 56 67 78 8上下层各上下层各4 4123456 第二层第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准是将球对准1 1，3 3，5 5 位。位。(或对准或对准 2 2，4 4，6 6 位，其情形是一样的位，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。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。第一种：第三层与第一层重合。每两层形成一个周期，即 AB AB 堆积方式。下图是此种堆积的前视图ABABA六方最密堆积六方最密堆积第二种第二种：第三层第三层的球与第一层的球不重合。的球与第一层的球不重合。123456 每三层形成一个周期。即ABC ABC的堆积方式。ABCAABC面心立方最密堆积面心立方最密堆积 BCA堆积模型堆积模型采纳这种堆采纳这种堆积的典型代积的典型代表表空间空间利用利用率率配位数配位数晶胞晶胞简单堆积简单堆积Po(Po(钋钋)52%52%6 6体心立方体心立方堆积堆积K K、NaNa、FeFe68%68%8 8六方最密六方最密堆积堆积MgMg、ZnZn、TiTi74%74%1212面心立方面心立方最密堆积最密堆积Cu,Ag,AuCu,Ag,Au74%74%1212小结：小结：1 1下列有关金属元素特征的叙述中正确的是下列有关金属元素特征的叙述中正确的是A A金金属属元元素素的的原原子子只只有有还还原原性性，离离子子只只有有氧氧化性化性B B金属元素在化合物中一定显正价金属元素在化合物中一定显正价C C金属元素在不同化合物中的化合价均不同金属元素在不同化合物中的化合价均不同D D金属单质的熔点总是高于分子晶体金属单质的熔点总是高于分子晶体能力训练能力训练2.2.某些金属晶体某些金属晶体(Cu(Cu、AgAg、Au)Au)的原子按面的原子按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可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。计算这类金属晶体中原子的空间利用率。3.3.已知金属铜为面心立方晶体，如图所示，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铜的相对原子质量为63.5463.54，密度为，密度为8.936g/cm8.936g/cm3 3，试求，试求（1 1）图中正方形边长）图中正方形边长 a a，（2 2）铜的金属半径）铜的金属半径 r raarrorr提示：提示：数出面心立方中的铜的个数：数出面心立方中的铜的个数：小结：三种晶体类型与性质的比较小结：三种晶体类型与性质的比较晶体晶体类类型型原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体金属晶体金属晶体概念概念相相邻邻原子之原子之间间以共价以共价键键相相结结合而成具有空合而成具有空间间网状网状结结构的晶体构的晶体分子分子间间以范德以范德华华力相力相结结合而合而成的晶体成的晶体通通过过金属金属键键形成的形成的晶体晶体作用力作用力共价共价键键范德范德华华力力金属金属键键构成微粒构成微粒原子原子分子分子金属阳离子和自由金属阳离子和自由电电子子物物理理性性质质熔沸点熔沸点很高很高很低很低差差别较别较大大硬度硬度很大很大很小很小差差别较别较大大导电导电性性无（硅无（硅为为半半导导体）体）无无导导体体实实例例金金刚刚石、二氧化硅、石、二氧化硅、晶体硅、碳化硅晶体硅、碳化硅Ar、S等等Au、Fe、Cu、钢钢铁铁等等结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！25
