《金属晶体》课件VIP专享VIP免费

1.2金属晶体一、晶体1、定义：具有规则几何外形的固体叫晶体。2、类型（根据构成微粒种类及微粒间作用力不同）：金属晶体、离子晶体、原子晶体、分子晶体阅读教科书P34【化学史话】：人类对晶体结构的认识3、晶胞：（1）定义：晶胞是能够反映晶体结构特征的基本重复单位。（2）与晶体的关系：晶体是由一个个的晶胞在空间连续重复延伸而构成的。晶胞与晶体砖块与墙二、金属晶体：通常情况下，大多数金属单质及其合金也是晶体。2、构成微粒：金属原子3、晶体中的作用力：金属键1、定义：金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶体。金属晶体金属晶体4、晶胞：从晶体中“截取”出来具有代表性的最小部分。是能够反映晶体结构特征的基本重复单位。因此，研究晶体结构只需研究其晶胞的结构。（1）密堆积的定义:由无方向性的金属键、离子键和范德华力等结合的晶体中，原子、离子或分子等微观粒子总是趋向于相互配位数高，能充分利用空间的堆积密度最大的那些结构。密堆积方式因充分利用了空间，而使体系的势能尽可能降低，而结构稳定。在金属晶体中，由于金属键没有方向性，金属原子如同半径相等的小球一样，彼此相切、紧密堆积成晶体。金属晶体中金属原子的紧密堆积是有一定规律的。（2）二维平面堆积方式I型II型行列对齐四球一空非最紧密排列行列相错三球一空最紧密排列密置层非密置层等径圆球的密堆积等径圆球的密堆积展示两种排列方式并理解每一种方式的配位数及空间利用率。配位数：一个原子紧密接触的原子数非密置层密置层2134213645密置层：密置层：33个小球形成一个三角形空隙，两种空隙。个小球形成一个三角形空隙，两种空隙。一种：△另一种：▽一种：△另一种：▽金属晶体金属原子自由电子等径圆球的密堆积等径圆球的密堆积(3)三维空间堆积方式Ⅰ.简单立方堆积形成简单立方晶胞，配位数为6，为非密置堆积，空间利用率较低，为52％，金属钋（Po）采取这种堆积方式。形成简单立方晶胞，空间利用率较低，为52％，讨论：讨论：AA、金属原子半径、金属原子半径rr与正方体边长与正方体边长aa的关系：的关系：aaaaaaaaa=2ra=2r教科书P36图3-10Na、K、Cr、Mo、W等Ⅱ.体心立方堆积非密置层的另一种堆积是将上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中aaaaaaaaa=4ra=4r33这是另一种非密置堆积方式，将上层金属填入下层金属原子形成的凹穴中,得到的是体心立方堆积。其配位数为8，空间利用率为68.02%。223344557788体心立方堆积钾型配位数：8空间占有率：68.02%密置层：密置层：33个小球形成一个三角形空隙，两种空个小球形成一个三角形空隙，两种空隙。隙。一种：△另一种：▽一种：△另一种：▽第一层：密置堆积123456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)123456AB，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。上图是此种六方堆积的前视图ABABA第一种：将第三层球对准第一层的球123456于是每两层形成一个周期，即ABAB堆积方式，形成六方堆积。III.六方堆积镁、锌、钛等六方最密堆积分解图配位数12(同层6，上下层各3)第三层小球对准第一层小球空穴的第三层小球对准第一层小球空穴的22、、44、、66位。位。第四层同第一层。第四层同第一层。每三层形成一个周期地紧密堆积。每三层形成一个周期地紧密堆积。123456123456ABABCA123456前视图前视图CIV.ABCABC…ABCABC…堆积方式堆积方式此种立方紧密堆积的前视图配位数12(同层6，上下层各3)面心立方堆积金、银、铜、铅等ABABCC面心立方BCA面心立方最密堆积分解图堆积模型采纳这种堆积的典型代表晶胞非密置层简单立方堆积Po(钋)体心立方堆积Na、K、Cr、Mo、W6、金属晶体的堆积方式和对应的晶胞堆积模型采纳这种堆积的典型代表晶胞密置层六方最密堆积Mg、Zn、Ti面心立方最密堆积Cu、Ag、AuPb7.晶胞中金属原子数目的计算(平均值)顶点占1/8棱上占1/4面心占1/2体心占1（1）：（2）.晶胞中微粒数的计算在六方体顶点的微粒为6个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。微粒数为：12×1/6+2×1/2+3=6在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，...