金屬晶體堆積模型及計算公式

關于金屬晶體堆積模型及計算公式第一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四

一、金屬晶體的原子堆積模型

由于金屬鍵沒有方向性，每個金屬原子中的電子分布基本是球對稱的，所以可以把金屬晶體看成是由直徑相等的圓球的三維空間堆積而成的。1、理論基礎第二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四2、二維堆積I型II型行列對齊四球一空非最緊密排列行列相錯三球一空最緊密排列密置層非密置層第三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四3、三維堆積密置層非密置層第四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四（1）.簡單立方堆積：4、金屬晶體基本構型非最緊密堆積，每個晶胞含

個原子,配位數是

個.只有金屬（Po）采取這種堆積方式61第五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四空間利用率的計算(1)簡單立方：在立方體頂點的微粒為8個晶胞共享，空間利用率：(2r)34лr3/3=52.36%微粒數為：8×1/8=1第六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四（2）鉀型----體心立方堆積：第七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四

這種堆積晶胞是一個體心立方，每個晶胞含

個原子，屬于非密置層堆積，配位數為

，許多金屬（如Na、K、Fe等）采取這種堆積方式。1234567882第八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四（2）體心立方：在立方體頂點的微粒為8個晶胞共享，處于體心的金屬原子全部屬于該晶胞。微粒數為：8×1/8+1=2空間利用率的計算第九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四金屬晶體的兩種最密堆積方式──鎂型和銅型（3）鎂型和銅型鎂型銅型第十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四123456123456鎂型

第三層的另一種排列方式，是將球對準第一層的2，4，6位，不同于AB兩層的位置，這是C層。123456123456123456銅型123456第十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四

下圖是鎂型緊密堆積的前視圖ABABA123456第十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四123456此種立方緊密堆積的前視圖ABCAABC

第四層再排A，于是形成ABCABC三層一個周期。得到面心立方堆積。

配位數12。(同層6，上下層各3)

下圖是銅型型緊密堆積的前視圖ACBACBA第十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四鎂型（六方緊密堆積）123456789101112

這種堆積晶胞屬于最密置層堆集，配位數為

，許多金屬（如Mg、Zn、Ti等）采取這種堆積方式。12第十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四1200平行六面體每個晶胞含

個原子2第十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四六方最密堆積的空間利用率計算解：第十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四在六方堆積中取出六方晶胞，平行六面體的底是平行四邊形，各邊長a=2r，則平行四邊形的面積：

平行六面體的高：S==第十七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四第十八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四12銅型（面心立方緊密堆積）1234567891011

這種堆積晶胞屬于最密置層堆集，配位數為

，許多金屬（如Cu、Ag、Au等）采取這種堆積方式。12第十九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四銅型第二十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四第二十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四第二十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四第二十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四123456第二十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四BCAAABC第二十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四（3）面心立方：在立方體頂點的微粒為8個晶胞共有，在面心的為2個晶胞共有。微粒數為：8×1/8+6×1/2=4空間利用率：(2×1.414r)34×4лr3/3=74.05%第二十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期四堆積方式晶胞類型空間利用率配位數實例面心立方最密堆積堆積方式及性質小結簡單立方堆積體心立方堆積六方最密堆積面心立方六方體心立方簡單立方74%74%68%