金属晶体堆积模型及计算公式优秀课件.ppt

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1、金属晶体堆积模型及计算公式第1页，本讲稿共29页回顾练习回顾练习下列物质中含有金属键的是下列物质中含有金属键的是 ()()A A、金属铝、金属铝 B B、合金、合金C C、NaOH DNaOH D、NHNH4 4ClClABAB第2页，本讲稿共29页 一、金属晶体的原子堆积模型一、金属晶体的原子堆积模型 由于金属键没有方向性，每个金属原子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，所以可以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圆球的三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。维空间堆积而成的。1、理论基础、理论基础第3页，本讲稿共29页2

2、、二维堆积、二维堆积I I 型型II II 型型行列对齐四球一行列对齐四球一空空 非最紧密排列非最紧密排列行列相错三球一行列相错三球一空最紧密排列空最紧密排列密置层密置层非密置层非密置层第4页，本讲稿共29页3、三维堆积、三维堆积密置层密置层非密置层非密置层第5页，本讲稿共29页（1 1）.简单立方堆积：简单立方堆积：4、金属晶体基本构型、金属晶体基本构型 非最紧密堆积，非最紧密堆积，每个晶胞含每个晶胞含 个原子个原子,配配位数是位数是 个个.只有金属（只有金属（PoPo）采取这种堆积方式）采取这种堆积方式61第6页，本讲稿共29页空间利用率的计算空间利用率的计算(1)简单立方：在立方体顶点的

3、微简单立方：在立方体顶点的微粒为粒为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%微粒数为：微粒数为：81/8=1第7页，本讲稿共29页（2 2）钾型）钾型-体心立方堆积体心立方堆积：第8页，本讲稿共29页 这种堆积晶胞是一个体心立方，每个晶胞含这种堆积晶胞是一个体心立方，每个晶胞含 个原子，属于非密置层堆积，配位数为个原子，属于非密置层堆积，配位数为 ，许许多金属（如多金属（如NaNa、K K、FeFe等）等）采取这种堆积方式。采取这种堆积方式。1234567882第9页，本讲稿共29页（2）体心立方：在立方体顶

4、点）体心立方：在立方体顶点的微粒为的微粒为8个晶胞共享，处于体个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。心的金属原子全部属于该晶胞。微粒数为：微粒数为：81/8+1=2空间利用率的计算空间利用率的计算第10页，本讲稿共29页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镁型和铜型镁型和铜型（3 3）镁型和铜型）镁型和铜型镁型镁型铜型铜型第11页，本讲稿共29页123456123456镁型镁型 第三层的另一种排列第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层方式，是将球对准第一层的的 2，4，6 位，不同于位，不同于 AB 两层的位置，这是两层的位置，这是 C 层。层。12345612345

5、6123456铜型铜型123456第12页，本讲稿共29页 下图是镁型紧密堆积的前视图下图是镁型紧密堆积的前视图ABABA123456第13页，本讲稿共29页123456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 三层一个周期。三层一个周期。得到面心立方堆积。得到面心立方堆积。配位数配位数 12。(同层同层 6，上下层各上下层各 3)下图是铜型型紧密堆积的前视图下图是铜型型紧密堆积的前视图ACBACBA第14页，本讲稿共29页镁型（六方紧密堆积）镁型（六方紧密堆积）123456789101112 这种堆积晶胞属于

6、最密置层堆集，配位数为这种堆积晶胞属于最密置层堆集，配位数为 ，许多金属（如许多金属（如MgMg、ZnZn、TiTi等）等）采取这种堆积方式。采取这种堆积方式。12第15页，本讲稿共29页1200平行六面体平行六面体每个晶胞含每个晶胞含 个原子个原子2第16页，本讲稿共29页六方最密堆积的空间利用率计算六方最密堆积的空间利用率计算解：解：第17页，本讲稿共29页在六方堆积中取出六方晶胞，平行六面体的底是在六方堆积中取出六方晶胞，平行六面体的底是平行四边形，各边长平行四边形，各边长a=2r，则平行四边形的面积：，则平行四边形的面积：平行六面体的高：平行六面体的高：S=第18页，本讲稿共29页第1

7、9页，本讲稿共29页12铜型（面心立方紧密堆积）铜型（面心立方紧密堆积）1234567891011 这种堆积晶胞属于最密置层堆集，配位数为这种堆积晶胞属于最密置层堆集，配位数为 ，许多金属（如许多金属（如CuCu、AgAg、AuAu等）等）采取这种堆积方式。采取这种堆积方式。12第20页，本讲稿共29页铜型铜型第21页，本讲稿共29页第22页，本讲稿共29页第23页，本讲稿共29页第24页，本讲稿共29页123456第25页，本讲稿共29页BCAAABC第26页，本讲稿共29页（3）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个晶个晶胞共有，在面心的为胞共有，在面心的为2个

8、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：(21.414r)(21.414r)3 34444r r3 3/3/3=74.05%=74.05%第27页，本讲稿共29页堆积方式堆积方式 晶胞类型晶胞类型空间利空间利用率用率配位数配位数实例实例面心立方面心立方最密堆积最密堆积堆积方式及性质小结堆积方式及性质小结简单立方简单立方堆积堆积体心立方堆体心立方堆积积六方最密六方最密堆积堆积面心立方面心立方六方六方体心立方体心立方简单立方简单立方74%74%68%52121286Cu、Ag、AuMg、Zn、TiNa、K、FePo第28页，本讲稿共29页 已知金属铜为面心立方晶体，如图所示，铜的相对原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子质量为63.54，密度为，密度为8.936g/cm3，试求，试求（1）图中正方形边长）图中正方形边长 a，（2）铜的金属半径）铜的金属半径 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：晶胞的密度等于晶体的密度晶胞的密度等于晶体的密度巩固练习第29页，本讲稿共29页