金屬晶體堆積模型及計算公式

關(guān)于金屬晶體堆積模型及計算公式

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?qū)ΨQ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(chǔ)第2頁,共28頁，2024年2月25日，星期天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3頁,共28頁，2024年2月25日，星期天3、三維堆積密置層非密置層第4頁,共28頁，2024年2月25日，星期天（1）.簡單立方堆積：4、金屬晶體基本構(gòu)型非最緊密堆積，每個晶胞含

個原子,配位數(shù)是

個.只有金屬（Po）采取這種堆積方式61第5頁,共28頁，2024年2月25日，星期天空間利用率的計算(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(shù)為：8×1/8=1第6頁,共28頁，2024年2月25日，星期天（2）鉀型----體心立方堆積：第7頁,共28頁，2024年2月25日，星期天

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(shù)為

，許多金屬（如Na、K、Fe等）采取這種堆積方式。1234567882第8頁,共28頁，2024年2月25日，星期天（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(shù)為：8×1/8+1=2空間利用率的計算第9頁,共28頁，2024年2月25日，星期天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10頁,共28頁，2024年2月25日，星期天123456123456鎂型

第三層的另一種排列方式，是將球?qū)实谝粚拥?，4，6位，不同于AB兩層的位置，這是C層。123456123456123456銅型123456第11頁,共28頁，2024年2月25日，星期天

下圖是鎂型緊密堆積的前視圖ABABA123456第12頁,共28頁，2024年2月25日，星期天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(shù)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13頁,共28頁，2024年2月25日，星期天鎂型（六方緊密堆積）123456789101112

這種堆積晶胞屬于最密置層堆集，配位數(shù)為

，許多金屬（如Mg、Zn、Ti等）采取這種堆積方式。12第14頁,共28頁，2024年2月25日，星期天1200平行六面體每個晶胞含

個原子2第15頁,共28頁，2024年2月25日，星期天六方最密堆積的空間利用率計算解：第16頁,共28頁，2024年2月25日，星期天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17頁,共28頁，2024年2月25日，星期天第18頁,共28頁，2024年2月25日，星期天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(shù)為

，許多金屬（如Cu、Ag、Au等）采取這種堆積方式。12第19頁,共28頁，2024年2月25日，星期天銅型第20頁,共28頁，2024年2月25日，星期天第21頁,共28頁，2024年2月25日，星期天第22頁,共28頁，2024年2月25日，星期天第23頁,共28頁，2024年2月25日，星期天123456第24頁,共28頁，2024年2月25日，星期天BCAAABC第25頁,共28頁，2024年2月25日，星期天（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(shù)為：8×1/8+6×1/2=4空間利用率：(2×1.414r)34×4лr3/3=74.05%第26頁,共28頁，2024年2月25日，星期天堆積方式晶胞類型空間利用率配位數(shù)實例面心立方最密堆積堆積方式及性質(zhì)小結(jié)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%52％12