六方最密堆積課件

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)金屬晶體1234561234561金屬樣品2

一、金屬共同的物理性質(zhì)容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱、有延展性、有金屬光澤等。金屬為什么具有這些共同性質(zhì)呢?二、金屬的結(jié)構(gòu)3組成粒子：作用力：金屬陽(yáng)離子和自由電子金屬離子和自由電子之間的較強(qiáng)作用——

金屬鍵（電子氣理論）金屬晶體：通過(guò)金屬鍵作用形成的單質(zhì)晶體金屬鍵強(qiáng)弱判斷:陽(yáng)離子所帶電荷多、半徑?。饘冁I強(qiáng)，熔沸點(diǎn)高。4【討論1】

金屬為什么易導(dǎo)電？在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由電子的運(yùn)動(dòng)是沒(méi)有一定方向的，但在外加電場(chǎng)的條件下自由電子就會(huì)發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，因而形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電。晶體類(lèi)型離子晶體金屬晶體導(dǎo)電時(shí)的狀態(tài)導(dǎo)電粒子水溶液或

熔融狀態(tài)下晶體狀態(tài)自由移動(dòng)的離子自由電子比較離子晶體、金屬晶體導(dǎo)電的區(qū)別：三、金屬晶體的結(jié)構(gòu)與金屬性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系1、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)電性的關(guān)系5【討論2】金屬為什么易導(dǎo)熱？自由電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)常與金屬離子碰撞，引起兩者能量的交換。當(dāng)金屬某部分受熱時(shí)，那個(gè)區(qū)域里的自由電子能量增加，運(yùn)動(dòng)速度加快，通過(guò)碰撞，把能量傳給金屬離子。金屬容易導(dǎo)熱，是由于自由電子運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬離子碰撞把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。2、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)熱性的關(guān)系6【討論3】金屬為什么具有較好的延展性？

原子晶體受外力作用時(shí)，原子間的位移必然導(dǎo)致共價(jià)鍵的斷裂，因而難以鍛壓成型，無(wú)延展性。而金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒(méi)有方向性，各原子層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂。3、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬延展性的關(guān)系74、金屬晶體結(jié)構(gòu)具有金屬光澤和顏色由于自由電子可吸收所有頻率的光，然后很快釋放出各種頻率的光，因此絕大多數(shù)金屬具有銀白色或鋼灰色光澤。而某些金屬（如銅、金、銫、鉛等）由于較易吸收某些頻率的光而呈現(xiàn)較為特殊的顏色。當(dāng)金屬成粉末狀時(shí)，金屬晶體的晶面取向雜亂、晶格排列不規(guī)則，吸收可見(jiàn)光后輻射不出去，所以成黑色。8金屬晶體熔點(diǎn)變化規(guī)律1、金屬晶體熔點(diǎn)變化較大，與金屬晶體緊密堆積方式、金屬陽(yáng)離子與自由電子之間的金屬鍵的強(qiáng)弱有密切關(guān)系．熔點(diǎn)最低的金屬：汞（常溫時(shí)成液態(tài)）熔點(diǎn)很高的金屬：鎢（3410℃）鐵的熔點(diǎn)：1535℃2、一般情況下，金屬晶體熔點(diǎn)由金屬鍵強(qiáng)弱決定：金屬陽(yáng)離子半徑越小，所帶電荷越多，自由電子越多，金屬鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)就相應(yīng)越高，硬度也越大。但金屬性越弱如：KNaMgAlLiNaKRbCs﹥﹥﹥﹥﹤﹤﹤9資料金屬之最熔點(diǎn)最低的金屬是--------汞熔點(diǎn)最高的金屬是--------鎢密度最小的金屬是--------鋰密度最大的金屬是--------鋨硬度最小的金屬是--------銫硬度最大的金屬是--------鉻最活潑的金屬是----------銫最穩(wěn)定的金屬是----------金延性最好的金屬是--------鉑展性最好的金屬是--------金103、金屬晶體的基本堆積模型（1）緊密堆積：微粒之間的作用力使微粒間盡可能的相互接近，使它們占有最小的空間。（3）配位數(shù)：在晶體中與每個(gè)微粒緊密相鄰的微粒個(gè)數(shù)。（2）空間利用率：晶體的空間被微粒占滿(mǎn)的體積百分?jǐn)?shù)，用它來(lái)表示緊密堆積的程度。11金屬原子盡可能地互相接近，盡量占據(jù)較小的空間。

——緊密堆積12活動(dòng)與探究1：

平面上金屬原子緊密排列的方式

從藍(lán)色盒子里取出：4組乒乓球（3個(gè)排成一條直線的）將乒乓球放置在平面上，排成4排，使球面緊密接觸，有哪些排列方式？13平面上金屬原子緊密排列的兩種方式配位數(shù)為4配位數(shù)為61122334456144個(gè)小球形成一個(gè)四邊形空隙，一種空隙。

見(jiàn)“

”。

153個(gè)小球形成一個(gè)三角形空隙，兩種空隙。一種：△見(jiàn)“

”另一種：▽見(jiàn)“

”

16平面上金屬原子緊密排列的兩種方式非密置層放置密置層放置配位數(shù)為4配位數(shù)為6112233445617活動(dòng)與探究2

三維空間里非密置層金屬原子的堆積方式

先將兩組小球以非密置層的排列方式排列在一個(gè)平面上：在其上方再堆積一層非密置層排列的小球，使相鄰層上的小球緊密接觸，有哪些堆積方式？18三維空間里非密置層的

金屬原子的堆積方式（1）第二層小球的球心正對(duì)著第一層小球的球心

（2）第二層小球的球心正對(duì)著第一層小球形成的空穴

19簡(jiǎn)單立方晶胞（1）簡(jiǎn)單立方堆積Po4、金屬晶體的原子堆積模型20①配位數(shù)：12341234566同層4，上下層各121（2）金屬原子半徑r與正方體邊長(zhǎng)a的關(guān)系：aaaaa=2r22簡(jiǎn)單立方堆積23（3）簡(jiǎn)單立方晶胞平均占有的原子數(shù)目：81×8=124體心立方晶胞（2）體心立方堆積（IA，VB，VIB）25①配位數(shù)：812345678上下層各426（2）金屬原子半徑r與正方體邊長(zhǎng)a的關(guān)系：aaaa2ab=4rb=3aa=4r3b2a2728（3）體心立方晶胞平均占有的原子數(shù)目：81×8=2+129活動(dòng)與探究3

三維空間里密置層金屬原子的堆積方式

將密置層的小球在一個(gè)平面上黏合在一起，再一層一層地堆積起來(lái)（至少堆4層），使相鄰層上的小球緊密接觸，有哪些堆積方式？注意：堆積方式的周期性、穩(wěn)定性AABB30三維空間里密置層的

金屬原子的堆積方式（1）ABAB…堆積方式（2）ABCABC…堆積方式31123456123456AB第二層小球的球心對(duì)準(zhǔn)第一層的1、3、5

位（▽?zhuān)┗驅(qū)?zhǔn)2、4、6

位（△）。關(guān)鍵是第三層，對(duì)第一、二層來(lái)說(shuō)，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。俯視圖32前視圖ABABA（3）ABAB…堆積方式第三層小球?qū)?zhǔn)第一層的小球。每?jī)蓪有纬梢粋€(gè)周期地緊密堆積。12345633（4）ABCABC…堆積方式第三層小球?qū)?zhǔn)第一層小球空穴的2、4、6位。第四層同第一層。每三層形成一個(gè)周期地緊密堆積。123456123456ABABCA123456前視圖C34俯視圖：ABAB…堆積方式ABCABC…堆積方式35（3）ABAB…堆積方式——六方最密堆積（鎂）3612345678910111212①配位數(shù)：123456同層6，上下層各337金屬原子的半徑r與六棱柱的邊長(zhǎng)a、高h(yuǎn)的關(guān)系：a=2rahh=a632；38六方最密堆積的晶胞39六方最密堆積的空間占有率=74%上下面為菱形邊長(zhǎng)為半徑的2倍2r高為2倍正四面體的高4041（4）ABCABC…堆積方式——面心立方最密堆積（銅）ABC4212345678910111212①配位數(shù)：同層6，上下層各31234564312345644②面心立方緊密堆積晶胞平均占有的原子數(shù)目：81×8=4+21×645立方面心最密堆積的配位數(shù)=1246金屬原子的半徑r與正方體的邊長(zhǎng)a的關(guān)系：a=4r2aaaaa47立方面心最密堆積的空間占有率=74%484950515253金屬晶體的四中堆積模型對(duì)比54②密置層三維堆積①非密置層三維堆積（2）金屬晶體的原子堆積方式a、簡(jiǎn)單立方堆積配位數(shù)6；空間利用率52%b、體心立方堆積

（鉀型）代表物：Be、Mg、Zn、Ti;

配位數(shù):12；空間利用率74%；方式ABAB…C、六方最密堆積

（鎂型）代表物：Li、Na、K、Rb、Cs、Fe;

配位數(shù)8；空間利用率68%d、面心立方最密堆積

（銅型）代表物：Cu、Au、