平潮高级中学集体备课教案——《第三章晶体结构与性质》第三节金属晶体

教案

洋”之中。

[投影］

［讲］在金属晶体中，自由电子不专属于某几个特定的金属离子,它们几乎均匀地分布在整个晶体中，被许多金属离子所共有。金属离子的运动状态是在一定范围内振内，而不是自由移动。

[板书］2、金属晶体

(1) 定义：通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体，叫金属晶体。

(2) 微粒间的相互作用：金属键

［讲］在这里特别要注意的是含金属阳离子的晶体中不一定含阴离子，含阳离子的晶体不一定含有离子键

［展示金属实物］展示的金属实物有金属导线(铜或铝)、铁丝、镀铜金属片等,并将铁丝随意弯曲，引导观察铜的金属光泽。叙述应用部分包括电工架设金属高压电线，家用铁锅炒菜，锻压机把钢锭压成钢板等。

［板书］⑵金属导热性的解释

［讲]金属容易导热，是由于电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞从而把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度.［板书]⑶金属延展性的解释

[讲]大多数金属具有较好的延展性,与金属离子和自由电子之间的较强作用有关。当金属受到外力作用时,晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用,所以在各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂.因此，金属都有良好的延展性。

［投影］电子气理论对金属良好延展性的解释：

[讲］当向金属晶体中掺人不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺人了细小而坚硬的砂土或碎石一样，会使这种金属

教案

积着，咱们接着研究金属原子的堆积模型。

[板书]二、金属晶体的原子堆积模型

1、基本概念

紧密堆积:微粒之间的作用力使微粒间尽可能的相互接近,使它们占有最小的空间配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒个数

空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体积百分数,用它来表示紧密堆积的程度[讲]金属晶体中的原子可看成直径相等的球体.把它们放置在平面上（即二维空间里）,可有两种方式,如图3-22所示。

[投影］金属原子在平面上的的两种放置方式：

[讲]金属原子在二维平面里放置得到的两种方式，配位数分别为4和6，可分别称为非密置层和密置层。

[交流探究］动手：将直径相等的圆球放置在平面上，使球面紧密接触，除上面两种方式外，还有没有第三种方式？你不妨

用实物(如用中药丸的蜡壳或玻璃球等）自己动手试一试.

[汇报］取16个直径相等的球体，在平面上排成一正方形，每排都有4个球体。在这种放置方式中,每个球体周围都有4个球体与其紧密接触，得到配位数与其紧密接触，得到配位数为4的试,称为非密置层放置。

同样取16个球体,在平面上也排成4排，第二排球体排在第一排球体的间隙中，每排均照此方式排列.在这种放置方式中，每个球体周围都有6个球体与其紧密接触,得到配位数为6的放置方式,称为密置层放置。

［过渡]金属晶体可看成金属原子在三维空间中堆积而成。金属原子堆积有如下4种基本模式。

［投影]

［讲］不难理解，这种堆积方式形成的晶胞是一个立方体,每个晶胞含1个原子，被称为简单立方堆积。这种堆积方式的空间利用率太低，只有金属钋（Po)采取这种堆积方式。

[板书] 2、简单立方堆积：晶胞：一个立方体，1个原子，如金属钋(Po）。

［投影]

［讲]非密置层的另一种堆积方式是将上层金属原子填人下层的金属原子形成的凹穴中，每层均照此堆积,如图3-24所示。［设问］与立方堆积相比空间利用率那一个高？

[板书］3、钾型：晶胞：体心立方,两个原子。如碱金属。

［思考与交流]钾型晶胞是立文体.想一想，如果原来的非密置层上的原子保持紧密接触，立方体中心能否容得下一个原子？

—25右所示，按ABCADCABC……的方式堆积。分别用代表性金属命名为镁型和铜型①,这两种堆积方式都是金属晶体的最密堆积，配位数均为12，空间利用率均为74％，但所得晶胞的形式不同。

［投影］金属晶体的两种堆积方式：

[板书] 镁型:按ABABABAB……方式堆积；

铜型：ABCADCABC……方式堆积；

配位数均为12，空间利用率均为74%。［投影小结］空间利用率的计算

1.空间占有率

等径球两种最密堆积具有相同的堆积密度，

晶胞中圆球体积与晶胞体积之比称空间占有

率，六方最密堆积（hcp）与立方最密堆积（

ccp）空间占有率均为74.05％。

设圆半径为R，晶胞棱长为a 角线长则

立方面心晶胞中含

:

体对角线长为

体心立方晶胞含2个球

2）.立方面心结构

立方面心结构的配位数＝12（即每个圆球有12最近的邻居，同一层有六个，上一层三个，下一层

三个）。立方密堆积中可以取出一个立方面心的单

位来，每个单位中有四个圆球，球心的位置是000

0 1/2 1/2；1/2 0 1/2；1/2 1/20。

等径圆球的最紧密堆积方式，在维持每个球的周围的情况等同的条件下，就只有上述两种，它们的

立方体对角线＝

四面体边长= a'；

［讲］所谓官堆积结构是指在无方向性的金属键、离子键和分子间作用力等结合的