【化学】3[1].1《金属键_金属晶体》课件(苏教版选修3)

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2 3 4 6 5 4 A B 1 2 3 ，
关键是第三层，对第一、二层来说， 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。 最紧密的堆积方式。
镁、锌、钛等属于六方堆积 Ⅲ.六方堆积 第一种： 第一种： 将第三层球对准第一层的球 A
1 6 5 4 2 3
B A B
Ⅱ. 体心立方堆积
Na、 Cr、Mo、 Na、K、Cr、Mo、W等属于体 心立方堆积。 心立方堆积
这是非密置层另一种堆积方式， 这是非密置层另一种堆积方式，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 体心立方堆积。 原子形成的凹穴中,得到的是体心立方堆积。
第一层 ：
第二层 ： 对第一层来讲最紧密的堆积方式是将 球对准1， ， 球对准 ，3，5 位。 ( 或对准 2，4，6 位，其情形是一 ， ， 样的 )
专题3 专题3 微粒间作用力与物质性质
黄铁矿
萤 石
水晶
绿色鱼眼石
金属晶体 金属晶体
1. 晶体
定义: (1)定义:通过结晶过程形成的具有规则几何 外形的固体叫晶体。 外形的固体叫晶体。 通常情况下， 通常情况下，大多数金属单质及其 合金也是晶体。 合金也是晶体。
阅读教科书P34的化学史话 人类对晶体结构的认识
钠晶体的晶胞
如某晶体是右图六棱柱状晶胞， 如某晶体是右图六棱柱状晶胞， × × . 则晶胞中的原子数是12×1/6+2×1/2 + 3 = 6
练
习
2. 最近发现一种由某金属原子 和非金 最近发现一种由某金属原子M和非金 属原子N构成的气态团簇分子 构成的气态团簇分子， 属原子 构成的气态团簇分子 ， 如图所 顶角和面心的原子是M原子 原子， 示．顶角和面心的原子是 原子，棱的 中心和体心的原子是N原子 原子， 中心和体心的原子是 原子 ， 它的化学 式为( 式为 C ) A． M N4 ． 4 C． M14N13 ． D．条件不够，无法写出化学式 ．条件不够， B．MN ．
例如，黄铜是铜和锌的合金（含铜 例如，黄铜是铜和锌的合金（含铜67%、锌 、 33%）；青铜是铜和锡的合金（含铜78%、锡 ）；青铜是铜和锡的合金（含铜 、 ）；青铜是铜和锡的合金 22%）；钢和生铁是铁与非金属碳的合金。故 ）；钢和生铁是铁与非金属碳的合金 ）；钢和生铁是铁与非金属碳的合金。 合金可以认为是具有金属特性的多种元素的混 合物。 合物。
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2 3 4 6
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Ⅳ.面心立方堆积 金、银、铜、铝等属于面心立方堆积
第四层再排 A，于是形成 ， ABC ABC 三层一个周期。 三层一个周期。 这种堆积方式可划分出面心 立方晶胞。 立方晶胞。 A C B 1 6 5 4 B 配位数 12 ( 同层 6， 上下层各 3 ) A 此种立方紧密堆积的前视图 2 3 A C
堆积方式及性质小结
①简单立方堆积 配位数 = 6 空间利用率 = 52.36% ② 体心立方堆积 ——体心立方晶胞 体心立方晶胞 ③ 六方堆积 ——六方晶胞 六方晶胞 ④面心立方堆积 ——面心立方晶胞 面心立方晶胞 配位数 = 8 空间利用率 = 68.02% 配位数 = 12 空间利用率 = 74.05% 配位数 = 12 空间利用率 = 74.05%
2.晶胞 2.晶胞
什么是晶胞？ 什么是晶胞？
晶体中能够反映晶体结构特征的基本重复 单位
说明： 说明：
晶体的结构是晶胞在空间连续重复延伸而形 成的。晶胞与晶体的关系如同砖块与墙的关系。 成的。晶胞与晶体的关系如同砖块与墙的关系。 在金属晶体中， 在金属晶体中，金属原子如同半径相等的小球一 彼此相切、紧密堆积成晶体。 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) 合金的特性
① 合金的熔点比其成分中金属 低 (低， 低 介于两种成分金属的熔点之间； 高，介于两种成分金属的熔点之间；) ②具有比各成分金属更好的硬度、强度和 具有比各成分金属更好的硬度、 机械加工性能。 机械加工性能。
练
习
1. 右图是钠晶体的晶胞结构， 右图是钠晶体的晶胞结构， × . 则晶胞中的原子数是8×1/8 +1=2
2. 晶胞中金属原子数目的计算 平均值 晶胞中金属原子数目的计算(平均值 平均值)
顶点占1/8 顶点占
棱上占1/4 棱上占
面心占1/2 面心占ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
体心占1 体心占
2.晶胞中微粒数的计算
(1)体心立方： (1)体心立方： 体心立方
在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享， 在立方体顶点的微粒为 个晶胞共享，处于体 个晶胞共享 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：8×1/8 + 1 = 2
于是每两层形成一个 周期， 周期，即 AB AB 堆积方 形成六方堆积。 式，形成六方堆积。
A
上图是此种六方 堆积的前视图
配位数 12 ( 同层 6，上下层各 3 ) ，
六方最密堆积分解图
第三层的另一种排列 第三层的另一种排列 另一种 方式， 方式，是将球对准第一层 的 2，4，6 位，不同 6 5 4 两层的位置， 于 AB 两层的位置，这是 C 层。 1 2 3
金属晶体
1.金属晶体的堆积方式和对应的晶胞 金属晶体的堆积方式和对应的晶胞
教科书
P35
二维平面堆积方式
I 型 II 型
非密置层
行列对齐四球一空 非最紧密排列
密置层
行列相错三球一空 最紧密排列
三维空间堆积方式
Ⅰ.
简单立方堆积
形成简单立方晶胞，空间利用率较低52％ 形成简单立方晶胞，空间利用率较低52％ ，金 立方晶胞 52 属钋（Po）采取这种堆积方式。 属钋（Po）采取这种堆积方式。
长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献： 长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献： 顶点----1/8 棱----1/4 面心 面心----1/2 体心 体心----1 顶点
合金
(1)定义：把两种或两种以上的金属 或金 定义：把两种或两种以上的金属(或金 定义
属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物 属与非金属 熔合而成的具有金属特性的物 质叫做合金。 质叫做合金。
练
习
3.合金有许多特点 如钠 钾合金 ( 含钾 合金有许多特点,如钠 合金有许多特点 如钠-钾合金 50% ~80%)为液体，而钠钾的单质均 为液体， 为液体 为固体，据此推测生铁、纯铁、 为固体，据此推测生铁、纯铁、碳三 种物质中， 种物质中，熔点最低的是 ( A ) A. 生铁 B. 纯铁 C. 碳 D. 无法确定
(2)面心立方： (2)面心立方： 面心立方
在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的 在立方体顶点的微粒为 个晶胞共有， 个晶胞共有 个晶胞共有。 为2个晶胞共有。 个晶胞共有 微粒数为： × 微粒数为：8×1/8 + 6×1/2 = 4 ×
(3)六方晶胞： (3)六方晶胞： 六方晶胞
在六方体顶点的微粒为6个晶胞共有， 在六方体顶点的微粒为 个晶胞共有，在面心的 个晶胞共有 个晶胞共有， 为2个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。 个晶胞共有 在体内的微粒全属于该晶胞。 微粒数为： × 微粒数为：12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6 ×