高二化学3.3《金属晶体》课件3（人教版选修3）.ppt

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1、雪花晶体雪花晶体食糖晶体食糖晶体明矾晶体明矾晶体单质硫单质硫单质硫单质硫食盐晶体食盐晶体晶体晶体:具有规则几何外形的具有规则几何外形的固体固体。晶体为什么具有规则的几何外形呢晶体为什么具有规则的几何外形呢?结论：结论：晶体具有规则的几何外形的原因是晶体具有规则的几何外形的原因是构成晶体的微粒有规则排列的结果构成晶体的微粒有规则排列的结果.大胆猜想：大胆猜想：化学史话化学史话人类对晶体的认识人类对晶体的认识古人很早就注意到一些物质具有规则的几何外形。古人很早就注意到一些物质具有规则的几何外形。我国古代我国古代演繁露演繁露一书中曾写道：一书中曾写道：“盐成卤水，盐成卤水，暴烈日中，即成方印，洁白可

2、爱。暴烈日中，即成方印，洁白可爱。”“方印方印”显然显然是指食盐的几何外形。是指食盐的几何外形。17 17世纪，物理学家惠更斯收藏了大量的矿石，世纪，物理学家惠更斯收藏了大量的矿石，他惊叹矿石规则的外形，经过长期思索，提出晶体他惊叹矿石规则的外形，经过长期思索，提出晶体的规则几何外形起因于构成晶体的微粒有序排列的的规则几何外形起因于构成晶体的微粒有序排列的猜想。猜想。X X射线发现后，人类对晶体内部结构的认识才射线发现后，人类对晶体内部结构的认识才获得了重大突破。获得了重大突破。19121912年，清晰的年，清晰的X X射线衍射图被拍射线衍射图被拍摄到。根据衍射图显示的信息，科学家便能推知晶摄

3、到。根据衍射图显示的信息，科学家便能推知晶体内部的微观结构。体内部的微观结构。一、晶体与非晶体晶体:具有规则几何外形的固体非晶体:没有规则几何外形的固体二、晶体的特性1、有规则的几何外形2、有固定的熔沸点3、各向异性(强度、导热性、光学性质等）三、三、晶体的分类晶体的分类晶体晶体金属型晶体金属型晶体 离子型晶体离子型晶体 原子型晶体原子型晶体 分子型晶体分子型晶体 混合型晶体混合型晶体(依据：依据：构成晶体的粒子种类及粒子之间的作用构成晶体的粒子种类及粒子之间的作用)金属晶体：通过金属键作用形成的单金属晶体：通过金属键作用形成的单质晶体质晶体3-1-2金金 属属 晶晶 体体一、晶胞一、晶胞晶体

4、中能够反映晶体结构特征的基本重晶体中能够反映晶体结构特征的基本重复单位复单位平行六平行六面体面体无隙并置无隙并置 一、一、金属晶体的密堆积结构金属晶体的密堆积结构思考：思考：金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？二、二、金属晶体的密堆积结构金属晶体的密堆积结构金属晶体的原子平面堆积模型金属晶体的原子平面堆积模型 （a）非密置层（b）密置层哪种排列方式哪种排列方式圆球周围剩余圆球周围剩余空隙最小？空隙最小？金属晶体的原子空间堆积模型金属晶体的原子空间堆积模型1 1简单立方堆积（简单立方堆积（PoPo）金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式简单立方堆积简单立方堆积

5、晶胞的形状是什晶胞的形状是什么？排列方式怎么？排列方式怎样？样？金属晶体的原子空间堆积模型金属晶体的原子空间堆积模型2 2体心立方堆积（体心立方堆积（IA，VB，VIB）金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式钾型钾型配位数配位数8三维堆积三维堆积由非密置层堆积的两种方式由非密置层堆积的两种方式 简简单单立立方方堆堆积积钾型钾型体心体心立方立方由由非非密密置置层层一一层层一一层层堆堆积积而而成成金属晶体的最密金属晶体的最密置层置层堆积方式堆积方式三维堆积三维堆积由最密置层堆积的两种方式由最密置层堆积的两种方式123456 第二层第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准对第一层来讲最紧密的堆积

6、方式是将球对准 1，3，5 位。位。(或对准或对准 2，4，6 位，其情形是一样的位，其情形是一样的)123456AB，关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。密的堆积方式。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 第一种是将球对准第一层的球。第一种是将球对准第一层的球。123456 于是于是每两层形成一个周期每两层形成一个周期，即即 AB AB 堆积方式，形成六堆积方式，形成六方紧密堆积方紧密堆积。配位数配位数 12。(同层同层 6，上下层各上下层各 3)六方密堆积六方密堆积 第三层的

7、第三层的另一种另一种排列排列方式，方式，是将球对准第一层是将球对准第一层的的 2，4，6 位位，不同于不同于 AB 两层的位置两层的位置，这是这是 C 层。层。123456123456123456123456此种立方紧密堆积的前视图此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC 第四层再排第四层再排 A，于是形于是形成成 ABC ABC 三层一个周三层一个周期。期。得到得到面心立方堆积面心立方堆积。配位数配位数 12。(同层同层 6，上下层各上下层各 3)镁型镁型铜型铜型金属晶体的两种最密堆积方式金属晶体的两种最密堆积方式六方密堆积六方密堆积立方面心堆积立方面心堆积四种堆积方式四种堆积方式,最常见的堆

8、积为三种最常见的堆积为三种.立方体心堆积、立方面心堆积、立方体心堆积、立方面心堆积、六方堆积六方堆积。金属晶体的密堆积结构金属晶体的密堆积结构体心立方体心立方简单立方简单立方面心立方面心立方如如;三种常见的立方晶体结构三种常见的立方晶体结构金属晶体的四中堆积模型对比金属晶体的四中堆积模型对比思考：金属晶体中晶胞粒子数的计算思考：金属晶体中晶胞粒子数的计算三.晶胞中原子个数的计算晶胞中原子个数的计算体心：体心：1面心面心:1/2顶点顶点:1/8棱边棱边:1/4三、晶体中晶胞粒子数的计算三、晶体中晶胞粒子数的计算（1 1）顶端原子一般只计算）顶端原子一般只计算 1/81/8 棱边原子一棱边原子一般

9、只计算般只计算 1/4 1/4 面上原子一般只计算面上原子一般只计算 1/21/2 内内部原子一般计算成部原子一般计算成 1 1（2 2）晶胞内含的原子数晶胞内含的原子数=a*1/8+b*1/4+c*1/2+d=a*1/8+b*1/4+c*1/2+d a a位于顶点的原子或离子数；位于顶点的原子或离子数；b b为位于棱边的原为位于棱边的原子或离子数；子或离子数；c c为位于面上的原子或离子数；为位于面上的原子或离子数；d d为位于晶胞内的原子或离子数为位于晶胞内的原子或离子数立方晶体中立方晶体中【思考思考】钠的晶胞里，含多少原子？钠的晶胞里，含多少原子？2 2钠晶体的晶胞2 2、若如右图六棱柱

10、状晶胞，、若如右图六棱柱状晶胞，顶端原子一般只计算顶端原子一般只计算 1/6 1/6 棱边原子一般只计算棱边原子一般只计算 1/4 1/4 面上原子一般只计算面上原子一般只计算 1/2 1/2 内部原子一般计算成内部原子一般计算成 1 1 若此晶胞所有原子相同，若此晶胞所有原子相同，则此晶胞中含6个原子。1、在在金金属属晶晶体体中中最最常常见见的的三三种种堆堆积积方方式式有：（有：（1）配位数为）配位数为8的的堆积，堆积，（2）配位数为）配位数为的立方面心堆积，的立方面心堆积，（3）配配位位数数为为的的堆堆积积。其其中中以以ABAB方方式式堆堆积积的的和和以以ABCABC方方式式堆堆积积的的空

11、空间间利利用用率率相相等等，就就的的堆堆积积层层来来看看，二二者者的的区区别是在第别是在第层。层。能力训练能力训练1立方体心121212六方密堆积六方密堆积立方面心堆积立方面心堆积六方密堆积六方密堆积三2 2、1183 K1183 K以下纯铁晶体的基本结构单元如图以下纯铁晶体的基本结构单元如图1 1所所示，示，1183 K1183 K以上转变为图以上转变为图2 2所示结构的基本结构所示结构的基本结构单元，单元，在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同（1 1）在）在1183 K1183 K以下的纯铁晶体中，与铁原子等以下的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子

12、数为距离且最近的铁原子数为_个；在个；在1183 K1183 K以以上的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原上的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数为子数为_；812（2 2）纯铁晶体在晶型转变前后，二者基本结）纯铁晶体在晶型转变前后，二者基本结构单元的边长之比为（构单元的边长之比为（1183 K1183 K以下与以下与1183K1183K以以上之比）上之比）_。（3）转变温度前后两者的密度比（）转变温度前后两者的密度比（1183 K以下与以下与1183 K以上之比）以上之比）_。三、合金三、合金1 1、合金：是指一种金属与另一种（或几种）金、合金：是指一种金属与另一种（或几种）金属或

13、非金属经过熔合而得到的具有金属性质的属或非金属经过熔合而得到的具有金属性质的物质。物质。2 2、性质：合金在硬度、弹性、强度、熔、性质：合金在硬度、弹性、强度、熔点等许多性能方面都优于纯金属。点等许多性能方面都优于纯金属。1、合合金金有有许许多多特特点点,如如钠钠-钾钾合合金金(含含钾钾50%-80%)50%-80%)为为液液体体,而而钠钠钾钾的的单单质质均均为为固固体体，据据此此推推测测生生铁铁、纯纯铁铁、碳碳三三种种物物质质中中，熔点最低的是熔点最低的是 ()()A.A.生铁生铁B.B.纯铁纯铁C.C.碳碳D.D.无法确定无法确定能力训练能力训练2A A2.2.晶体是质点（分子、离子、或原

14、子）在空晶体是质点（分子、离子、或原子）在空间有规则地排列的，具有整齐外形，以多面间有规则地排列的，具有整齐外形，以多面体出现的固体物质。在空间里无限地周期性体出现的固体物质。在空间里无限地周期性的重复能成为晶体的具有代表性的最小单元，的重复能成为晶体的具有代表性的最小单元，称为晶胞。一种称为晶胞。一种AlAlFeFe合金的立体晶胞如图合金的立体晶胞如图所示。所示。确定该合金的确定该合金的化学式化学式_ _ _。Fe Al（四条体对角 线的交点处）FeFe2 2AlAl【课堂小结课堂小结】1 1、金属晶体、金属晶体中原子的堆中原子的堆积方式积方式 非密置层非密置层简单立方堆积简单立方堆积体心立方堆积体心立方堆积密置层密置层六方密堆积六方密堆积 面心立方堆积三种最常三种最常见堆积方见堆积方式式2 2、晶体中晶胞粒子数的计算、晶体中晶胞粒子数的计算 体心：体心：1面心面心:1/2顶点顶点:1/8棱边棱边:1/4谢谢谢谢大大家家!同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全