认识晶体之晶体类型及堆积模式zx
认识晶体及堆积模型
对第二层来讲最紧密的堆积方式是将球对准 1，3，5 位。----密置双层
，
12
6
3
54
12
6
3
54
AB
若 对准 2，4，6 位，其情形是一样的吗?
结论：密置双层只有一种 ， 即每个球 都与周围9个球相切
认真观察密织双层形成的空隙种类。
A B2 1
【再思】
如果将密置层C放在刚才堆成 的密置双层的上面，有几种最密 堆积方式？如何堆积？
（一）金属晶体的密堆积结构
-----等径圆球的密堆积
• 由于金属键没有方向性，每个金属原子中 的电子分布基本是球对称的，所以可以把 金属晶体看成是由直径相等的圆球的三维 空间堆积而成的。
【思考】
1. 将等径圆球在一列 上的最紧密排列有几种？ 如何排列？
结论：一列最紧密排列只有一种,即 所有的圆球都在一条直线上排列
认 识 晶阳
信 一 中
体王 晓 楠
金属镓
明 矾
黄铁矿
萤石
绿色鱼眼石
金刚石
蓝铜矿 祖母绿
非
松香
晶
体
沥青
玻璃
构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何不同?
非晶体：
内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态。
(1)有规则几何外形或美观、对称外形的固体， 不一定是晶体。如玻璃制品既可以塑造出规则 的几何外形，也可以具有美观、对称的外形。
3.晶体的分类
晶体类型 离子晶体 金属晶体 原子晶体 分子晶体
构成微粒
_阴__、__阳__离__子__ 金__属__阳__离__子_、
自__由__电__子__ 原__子__ _分_子__
微粒间的相互 作用
金属晶体堆积方式
A B C A
重复ABC的堆积叫A1堆积，重复单位⃒ABC⃒。
CHENLI
5
A B A
重复AB的堆积叫A3堆积，重复单位⃒AB⃒方最密堆积 A3堆积： 抽出六方晶胞，又叫六方最密堆积(hexagonal
closest packing)简写为hcp 。
A B A
分数坐标： 配位数：12 空间利用率74% 晶胞内含有２个球。
chenli第三层球放在第二层球的空隙上有两种方式堆积重复单位abcaabbccaachenliaabbaa重复ab的堆积叫achenli抽出六方晶胞又叫六方最密堆积hexagonalclosestpacking简写为hcp堆积
第三节 金属晶体
CHENLI
1
1、简单立方堆积 -配位数：6
每个晶胞包含一个原子 空间利用率52%
1
4
2
3
6
1
4
2
3
5
CHENLI
2
2、钾型（体心立方堆积） -配位数：8
每个晶胞包含2个原子 空间利用率68%
5
6
8
7
1
2
4
3
CHENLI
3
密堆积原理：原子、离子、分子的排布总是 趋向于配位数高，空间利用率大的紧密堆 积结构方式，最紧密的堆积往往是最稳定 的结构。
CHENLI
4
密置堆：第三层球放在第二层球的空隙上有两种方式
CHENLI
7
4、面心立方最密堆积
A1堆积：
抽出立方面心晶胞，又叫面心立方最密堆积 (cubic closest packing)简写为ccp 。
z
A
B
C
y
x
七大晶系详细图解
七大晶系详细图解晶体的形态已经超过了四万种，但是万物都会有规律，晶体自然也是有的。
它们都是按七种结晶方式模式发育的，即七大晶系。
晶体即是一种以三维方向发育的的几何体，为了表示三维空间，分别用三、四跟人为添加的轴来表示晶体的长宽高以及中心。
三条轴分别用X、Y、Z〔U〕〔Z轴也可叫做“主轴〞〕来表示，而为了更好表示轴之间的度数，我们用α、β、γ来表示轴角。
就这样出现了七种不同的晶系模式：立方晶系〔也称等轴晶系〕、四方晶系、三方晶系、六方晶系、正交晶系〔也称斜方晶系〕、单斜晶系、三斜晶系。
其中又按照对称程度又分为高级晶族、中级晶族、低级晶族。
高级晶族中只有一个立方晶系；中级晶族有六方、四方、三方三个晶系；低级晶族有正交、单斜、三斜三个晶系。
一、立方晶系立方晶系的三个轴的长度是一样的，即X=Y=Z，且互相垂直，即α=β=γ=90°，对称性最强。
具有4个立方体对角线方向三重轴特征对称元素的晶体归属立方晶系。
属于立方晶系的有：面心立方晶胞、体心立方晶胞、简单立方晶胞。
这个晶系的晶体并不是只有狭义的正方体一种形状，四面体、八面体、十二面体形状的晶体都属于立方晶系。
它们从不同角度看上下宽窄都差不太多，相对晶面和相邻晶面都相似，横截面和竖截面一样。
最典型立方晶系的晶体为：氯化钠。
常见立方晶系晶体模型图：晶体实物图：二、四方晶系四方晶系四方晶系的三条晶轴互相垂直，即α=β=γ=90°。
其中两个水平轴〔X 轴、Y轴〕长度一样，Z轴的长度可长可短，通俗的说：四方晶系的晶体大多是四棱的柱状体，有的是长柱体，有的是短柱体，即其晶胞必具有四方柱的形状。
横截面为正方形，四个柱面是对称的，即相邻和相对的柱面都是一样的，但和顶端不对称。
所有主晶面交角都是90。
特征对称元素为四重轴。
如果Z轴发育，它就是长柱状甚至针状；如果两个横轴〔X轴、Y轴〕发育大于Z轴，那么晶体就会呈现四方板状，最有代表的就是磷酸二氢钠和硫酸镍β了。
晶体的五种类型
晶体的五种类型晶体是由原子、离子或者分子按照一定的空间排列规律组成的固态物质，是固体物质中的一种特殊形式。
根据晶体的性质和组成，可以将晶体分为五种类型：金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体和网络共价晶体。
下面将针对这五种类型的晶体进行详细的介绍。
首先是金属晶体，金属晶体是由金属原子按照一定的规律排列组成的。
金属晶体的主要特点是金属原子之间结合力很强，晶体呈现金属光泽、导电性和导热性。
在金属晶体中，金属原子以密堆积结构排列，而金属的塑性和延展性也取决于这种排列方式。
金属晶体的性质与晶体的晶格结构、晶粒大小和晶界的性质都有密切关系。
其次是离子晶体，离子晶体是由正离子和负离子按照一定的比例和排列规律组成的。
通常情况下，离子晶体是通过离子键相互结合的。
离子晶体的主要特点是硬度大、熔点高、容易溶解在水中并具有很好的导电性。
典型的离子晶体包括氯化钠、氧化钙和氧化铝等。
由于离子晶体的结构稳定且带电，因此容易形成电荷密度波和介质常数的变化，可用于光学和电子器件的制造。
第三种是共价晶体，共价晶体主要由共价键连接的原子组成。
共价晶体的主要特点是具有很高的熔点和硬度，同时在常温下通常是不导电的。
典型的共价晶体包括金刚石、石英和硅等。
共价晶体的结构复杂，通常具有多种不同的晶格结构，因此具有非常丰富的物理和化学性质。
共价晶体的特殊性质使其在半导体和光学器件方面有着广泛的应用。
第四种是分子晶体，分子晶体是由分子按照一定的空间排列规律组成的固态物质。
分子晶体的主要特点是具有较低的熔点和软的性质，同时在常温下通常是不导电的。
典型的分子晶体包括冰、蓝石和铜酞菁等。
分子晶体通常具有非常丰富的形貌和颜色，并且在生物医学和药物制剂方面有着广泛的应用。
最后是网络共价晶体，网络共价晶体是由原子以共价键连接的方式组成的。
网络共价晶体的主要特点是具有高的熔点和硬度，同时在常温下通常是不导电的。
典型的网络共价晶体包括金刚石、石墨和石英等。
由于网络共价晶体的结构稳定且具有高的硬度，因此在材料加工和人造宝石制造方面有着广泛的应用。
金属晶体的三种密堆积方式
金属晶体的三种密堆积方式金属晶体的三种密堆积方式中，原子排列的密堆积方式是指原子在三维空间中紧密排列，以使得晶体的空间利用率达到最大。
密堆积方式可以有效影响金属的密度、强度、硬度等物理性质，因此在材料科学和固体物理中具有重要意义。
通常，金属晶体的密堆积方式主要分为以下三种：面心立方堆积（FCC）、六方最密堆积（HCP）和体心立方堆积（BCC）。
一、面心立方堆积（FCC）面心立方堆积（Face-Centered Cubic, FCC）是一种常见的密堆积方式，其中每个立方体的面上都有一个原子，且每个顶点上也有一个原子。
FCC结构可以看作是由许多面心立方单元重复堆积而成，其代表性金属包括铜（Cu）、铝（Al）、银（Ag）和金（Au）等。
1. 结构特点：在FCC结构中，每个原子都有12个最近邻原子，即配位数为12。
该结构单胞中包含4个原子（8个顶点上的原子分别与相邻单元共享，6个面的原子与邻近单元共享），堆积因子达到0.74，即约74%的空间被原子占据，属于最密堆积结构。
2. 性质：FCC结构由于其紧密的堆积方式，具有较高的塑性和延展性。
因此，FCC金属在室温下一般较易发生滑移，从而产生延展变形。
例如，铜和铝具有良好的延展性，易于加工成型。
3. 堆积方式：在面心立方堆积中，原子在平面上形成紧密的六边形排列，层间顺序为ABCABC 的排列模式。
这意味着每三层后结构重复，形成周期性排列。
4. 应用：FCC结构的金属由于其良好的延展性和抗冲击性，常用于制造电线、金属薄膜和结构材料等。
二、六方最密堆积（HCP）六方最密堆积（Hexagonal Close-Packed, HCP）是一种与面心立方相似的密堆积方式，但其晶体结构为六方柱体，且具有不同的堆积顺序。
HCP结构的代表性金属包括镁（Mg）、钛（Ti）、锌（Zn）和钴（Co）等。
1. 结构特点：在HCP结构中，原子的配位数同样为12，说明其紧密度与FCC相似。
认识晶体(完整版)
由分子通过范德华力结合而成的晶体，如冰、 干冰等。
03
晶体结构与性质的关系
晶体结构对物理性质的影响
01
02
03
光学性质
晶体具有规则的内部结构， 能够使光线发生折射、反 射和偏振等现象，从而具 有特定的光学性质。
电学性质
晶体中的离子或分子的规 则排列使其具有周期性， 从而影响电场、电流和电 阻等电学性质。
晶体通常具有一定的熔点和沸点， 且在熔化和凝固过程中具有一定
的热容。Biblioteka 晶体的特性稳定性晶体具有高度的稳定性，不易 发生化学反应或被破坏。
规则的几何外形
晶体通常具有规则的几何外形 ，如立方体、八面体等。
内部结构的周期性
晶体的原子、分子或离子排列具有 高度的周期性，这种周期性排列使 得晶体具有独特的物理性质。
某些晶体作为食品添加剂，如糖、盐等，用于调味和保存食品。
药物晶体
药物晶体具有特定的晶型和结晶习性，影响药物的溶解度、稳定性、 疗效和安全性。
宝石晶体
一些美丽的晶体，如水晶、钻石、翡翠等，被用作宝石或首饰。
06
未来晶体技术的发展趋势
新材料晶体的研发
1 2 3
探索新型晶体材料
随着科技的发展，人们不断探索新型晶体材料， 以满足不同领域的需求。例如，新型高温超导晶 体、非线性光学晶体等。
结晶化学原理
根据原子或分子的相互吸引和排斥作用，形成特 定的晶格排列。
相平衡原理
在一定的温度和压力条件下，不同相之间会达到 平衡状态。
晶体生长技术
水热法
在高压水溶液中加热原料，通过控制 温度和压力条件生长晶体。
提拉法
通过旋转提拉熔体，使熔体中的杂质 和气体上浮，获得纯净的晶体。
常见的晶体模型
八面体空隙
四面体空隙
面心立方最密堆积
六方最密堆积
八面体空隙
四面体空隙
在简单立方堆积中，只有一种空隙，即由八个相邻的 负离子 所包围的立方体空隙， 负离子数︰立方体空隙数= 1︰1
NaCl晶体结构示意图：
ClNa+
CsCl晶体结构示意图：
Cs+ Cl -
闪锌矿ZnS型
纤锌矿型结构 α－ZnS
写出该分子的化学式
。
第十题 3．Mn3O4可写成[Mn2＋][Mn3＋]2O4，是一种正常的尖 晶石结构，晶胞如右图所示，晶胞参数a＝0.86nm。 （（12））右A位图置包的括离8 子个是MMnn2＋3O4；，占据的是四__面__体___空隙， 占有率是 1/8 ；B位置的离子是 Mn3＋ ，占据的 是 八面体 空隙，占有率是 1/2 。 （3）估算该Mn3O4的密度。
闪锌矿型 岩盐型 萤石型
本题
PtN PtN PtN2 PtN2
8-3 试在图上挑选一个氮原子，不添加原子，用粗 线画出所选氮原子的配位多面体。
8-4 请在本题的附图上添加六个氮原子（添加的氮请 尽可能靠前）。
第11题 磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它 可用作金属的表面保护层。磷化硼可由三溴化硼和三 溴化磷在氢气中高温反应合成。
ρ＝ N8MAa＝3 4.8g/cm3
的白球表示氮原子，为便于观察，该图省略了一些氮原
子）。结构分析证实，氮是四配位的，而铂是六配位的； Pt—N键长均为209.6pm，N—N键长均为142.0 pm（对 比：N2分子的键长为110.0pm）。
8-1 氮化铂的上述四种立方晶体在结构上有什么共同点？ 铂原子面心立方最密堆积
8-2 分别给出上述四种氮化铂结构的化学式。
七大晶系详细图解
七大晶系详细图解已知晶体的形态已经超过了四万种，但是万物都会有规律，晶体自然也是有的。
它们都是按七种结晶方式模式发育的，即七大晶系。
晶体即是一种以三维方向发育的的几何体，为了表示三维空间，分别用三、四跟人为添加的轴来表示晶体的长宽高以及中心。
三条轴分别用X、Y、Z（U）（Z轴也可叫做“主轴”）来表示，而为了更好表示轴之间的度数，我们用α、β、γ来表示轴角。
就这样出现了七种不同的晶系模式：立方晶系（也称等轴晶系）、四方晶系、三方晶系、六方晶系、正交晶系（也称斜方晶系）、单斜晶系、三斜晶系。
其中又按照对称程度又分为高级晶族、中级晶族、低级晶族。
高级晶族中只有一个立方晶系；中级晶族有六方、四方、三方三个晶系；低级晶族有正交、单斜、三斜三个晶系。
一、立方晶系立方晶系的三个轴的长度是一样的，即X=Y=Z，且互相垂直，即α=β=γ=90°，对称性最强。
具有4个立方体对角线方向三重轴特征对称元素的晶体归属立方晶系。
属于立方晶系的有：面心立方晶胞、体心立方晶胞、简单立方晶胞。
这个晶系的晶体并不是只有狭义的正方体一种形状，四面体、八面体、十二面体形状的晶体都属于立方晶系。
它们从不同角度看高低宽窄都差不太多，相对晶面和相邻晶面都相似，横截面和竖截面一样。
最典型立方晶系的晶体为：氯化钠。
常见立方晶系晶体模型图：晶体实物图：二、四方晶系四方晶系四方晶系的三条晶轴互相垂直，即α=β=γ=90°。
其中两个水平轴（X 轴、Y轴）长度一样，Z轴的长度可长可短，通俗的说：四方晶系的晶体大多是四棱的柱状体，有的是长柱体，有的是短柱体，即其晶胞必具有四方柱的形状。
横截面为正方形，四个柱面是对称的，即相邻和相对的柱面都是一样的，但和顶端不对称。
所有主晶面交角都是90。
特征对称元素为四重轴。
如果Z轴发育，它就是长柱状甚至针状；如果两个横轴（X轴、Y轴）发育大于Z轴，那么晶体就会呈现四方板状，最有代表的就是磷酸二氢钠和硫酸镍β了。
第3章+第1节 第1课时 晶体的特性和晶体结构的堆积模型
第1节认识晶体第1课时晶体的特性和晶体结构的堆积模型[学习目标定位] 1.熟知晶体的概念、晶体的类型和晶体的分类依据。
2.知道晶体结构的堆积模型。
一晶体的特征1．观察下列物质的结构模型，回答问题。
(1)晶体内部、非晶体的内部微粒排列各有什么特点？答案组成晶体的微粒在空间按一定规律呈周期性排列，而组成非晶体的微粒在空间杂乱无章地排列。
(2)由上述分析可知：①晶体：内部粒子(原子、离子或分子)在空间按一定规律呈周期性重复排列构成的固体物质。
如金刚石、食盐、干冰等。
②非晶体：内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体物质。
如橡胶、玻璃、松香等。
2．阅读教材，回答下列问题：(1)晶体的自范性是晶体在适当条件下可以自发地呈现封闭的、规则的多面体外形的性质。
(2)晶体的各向异性是指在不同的方向上表现出不同的物理性质，如强度、导热性、光学性质等。
(3)晶体具有特定的对称性，如规则的食盐晶体具有立方体外形，它既有轴对称性，也有面对称性。
(4)晶体具有固定的熔、沸点。
3．晶体的主要类型(1)根据晶体内部微粒种类和微粒间的相互作用的不同，可将晶体分为离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体。
(2)将下列各晶体的类型填入表中：[归纳总结]1．晶体具有的三个基本特征是自范性、各向异性和特定的对称性。
2．晶体与非晶体的区别方法3.判断晶体类型的方法是先看晶体结构微粒，再看微粒间的相互作用。
二晶体结构的堆积模型1．X射线衍射实验测定的结果表明，组成晶体的原子、离子或分子在没有其他因素(如氢键)影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积原理。
请根据晶体结构微粒间作用力的特征解释其原因是什么？答案在金属晶体、离子晶体和分子晶体的结构中，金属键、离子键和分子间作用力均没有方向性，因此都趋向于使原子、离子或分子吸引尽可能多的其他原子、离子或分子分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，这样晶体变得比较稳定。
2．等径圆球的密堆积(金属晶体)(1)金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。
七大晶系详细图解
七大晶系详细图解已知晶体的形态已经超过了四万种，但是万物都会有规律，晶体自然也是有的。
它们都是按七种结晶方式模式发育的,即七大晶系.晶体即是一种以三维方向发育的的几何体，为了表示三维空间，分别用三、四跟人为添加的轴来表示晶体的长宽高以及中心.三条轴分别用X、Y、Z(U）(Z轴也可叫做“主轴")来表示,而为了更好表示轴之间的度数，我们用α、β、γ来表示轴角。
就这样出现了七种不同的晶系模式：立方晶系(也称等轴晶系）、四方晶系、三方晶系、六方晶系、正交晶系（也称斜方晶系)、单斜晶系、三斜晶系。
其中又按照对称程度又分为高级晶族、中级晶族、低级晶族。
高级晶族中只有一个立方晶系；中级晶族有六方、四方、三方三个晶系；低级晶族有正交、单斜、三斜三个晶系。
一、立方晶系立方晶系的三个轴的长度是一样的，即X=Y=Z，且互相垂直,即α=β=γ=90°,对称性最强。
具有4个立方体对角线方向三重轴特征对称元素的晶体归属立方晶系.属于立方晶系的有:面心立方晶胞、体心立方晶胞、简单立方晶胞。
这个晶系的晶体并不是只有狭义的正方体一种形状，四面体、八面体、十二面体形状的晶体都属于立方晶系。
它们从不同角度看高低宽窄都差不太多，相对晶面和相邻晶面都相似，横截面和竖截面一样.最典型立方晶系的晶体为:氯化钠。
常见立方晶系晶体模型图：晶体实物图：二、四方晶系四方晶系四方晶系的三条晶轴互相垂直,即α=β=γ=90°。
其中两个水平轴(X 轴、Y轴）长度一样，Z轴的长度可长可短，通俗的说:四方晶系的晶体大多是四棱的柱状体，有的是长柱体，有的是短柱体，即其晶胞必具有四方柱的形状.横截面为正方形，四个柱面是对称的，即相邻和相对的柱面都是一样的,但和顶端不对称.所有主晶面交角都是90.特征对称元素为四重轴。
如果Z轴发育，它就是长柱状甚至针状；如果两个横轴（X轴、Y轴）发育大于Z轴,那么晶体就会呈现四方板状，最有代表的就是磷酸二氢钠和硫酸镍β了.常见的立方晶系的晶体模型图：注:柱体的棱角发育成窄小晶面，此种晶体又叫“复四方"-—四个主柱面,四个小柱面。
七大晶系详细图解
七大晶系详细图解已知晶体的形态已经超过了四万种，但是万物都会有规律，晶体自然也是有的。
它们都是按七种结晶方式模式发育的，即七大晶系。
晶体即是一种以三维方向发育的的几何体，为了表示三维空间，分别用三、四跟人为添加的轴来表示晶体的长宽高以及中心。
三条轴分别用X、Y、Z（U）（Z轴也可叫做“主轴”）来表示，而为了更好表示轴之间的度数，我们用α、β、γ来表示轴角。
就这样出现了七种不同的晶系模式：立方晶系（也称等轴晶系）、四方晶系、三方晶系、六方晶系、正交晶系（也称斜方晶系）、单斜晶系、三斜晶系。
其中又按照对称程度又分为高级晶族、中级晶族、低级晶族。
高级晶族中只有一个立方晶系；中级晶族有六方、四方、三方三个晶系；低级晶族有正交、单斜、三斜三个晶系。
一、立方晶系立方晶系的三个轴的长度是一样的，即X=Y=Z，且互相垂直，即α=β=γ=90°，对称性最强。
具有4个立方体对角线方向三重轴特征对称元素的晶体归属立方晶系。
属于立方晶系的有：面心立方晶胞、体心立方晶胞、简单立方晶胞。
这个晶系的晶体并不是只有狭义的正方体一种形状，四面体、八面体、十二面体形状的晶体都属于立方晶系。
它们从不同角度看高低宽窄都差不太多，相对晶面和相邻晶面都相似，横截面和竖截面一样。
最典型立方晶系的晶体为：氯化钠。
常见立方晶系晶体模型图：晶体实物图：二、四方晶系四方晶系四方晶系的三条晶轴互相垂直，即α=β=γ=90°。
其中两个水平轴（X 轴、Y轴）长度一样，Z轴的长度可长可短，通俗的说：四方晶系的晶体大多是四棱的柱状体，有的是长柱体，有的是短柱体，即其晶胞必具有四方柱的形状。
横截面为正方形，四个柱面是对称的，即相邻和相对的柱面都是一样的，但和顶端不对称。
所有主晶面交角都是90。
特征对称元素为四重轴。
如果Z轴发育，它就是长柱状甚至针状；如果两个横轴（X轴、Y轴）发育大于Z轴，那么晶体就会呈现四方板状，最有代表的就是磷酸二氢钠和硫酸镍β了。
堆积模型
b
a
a
例2、现有甲、乙、丙（如图）三种晶体， 试写出甲、乙二晶体的化学式和丙晶体中 C和D的个数比。
例3、晶体硼的基本结构单元都是由 硼原子组成的正二十面体，其中含有20个等 边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶角 各有一个硼原子，如图所示。
回答： （1）键角 ； （2）晶体硼中的 硼原子数_______； （3）B–B键__条？
三、晶体结构的基本单元----晶胞
1、晶胞
(1)晶胞：从晶体中“截取”出来的最小 的结构重复单元。是能够反映晶体结构特 征的基本重复单位。 (2)晶胞一定是一个平行六面体，其三条边 的长度不一定相等．也不一定互相垂内； 晶胞的形状和大小由具体晶体的结构所决 定。
(3)整个晶体就是晶胞按其周期性在二维空 间重复排列而成的。这种排列必须是晶胞 的并置堆砌。所谓并置堆砌是指平行六面 体之间没有任何空隙，同时，相邻的八个 平行六面体均能共顶点相连接。
2. 常见三种密堆积的晶胞 面心立方晶胞----A1型
体心立方晶胞----A2型
六方晶胞----A3型
一刀得面，两刀得棱， 三刀得点
3.晶胞中微粒数的计算
晶胞抽取的计算原则
①顶点：由8个小立方体共有，所以为1/8
②棱上：由4个小立方体共有，所以为1/4 ③面心：由2个小立方体共有，所以为1/2
二、晶体结构的堆积方式
在金属晶体、离子晶体和分子晶体的结构中，金 属键、离子键和分子间相互作用均没有方向性， 因此都趋向于使金属原子、离子或分子吸引尽可 能多的其他原子、离子或分子分布于周围，并以 密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变的比较 稳定。
1、等径圆球的密堆积
在一个平面上进行最紧密堆积只有一种，即只 有当每个等径圆球与周围其他六个球相接触时， 才能做到最紧密堆积。
金属晶体中原子堆积方式ppt课件
15
四、晶体中有关计算
1.晶胞中微粒数的计算
(1)简单立方：在立方体顶点的微 粒为8个晶胞共享，
微粒数为：8×1/8 = 1
空间利用率：
4лr3/3 (2r)3
= 52.36%
16
（2）体心立方：在立方体顶 点的微粒为8个晶胞共享，处 于体心的金属原子全部属于 该晶胞。
微粒数为：8×1/8 + 1 = 2
物质结构与性质
金属晶体的堆积方式
1
一、理论基础：
由于金属键没有方向性，每个金属原 子中的电子分布基本是球对称的，所以 可以把金属晶体看成是由直径相等的圆 球的三维空间堆积而成的。
二、金属堆积方式
（一）一维堆积
2
（二）二维堆积
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
（3）六方晶胞：在六方体顶 点的微粒为6个晶胞共有，在 面心的为2个晶胞共有，在体 内的微粒全属于该晶胞。
微粒数为：12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6 17
（4）面心立方：在立方体顶点的微粒为8个 晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。
微粒数为： 8×1/8 + 6×1/2 = 4
空间利用率：
3
（三）三维堆积
非密置层
密置层
4
三、金属晶体基本构型
1.简单立方堆积：
非最紧密堆积， 空间利用率低
边长 = 2r
5
（2）体心立方堆积（A2）：
例：金属钾 K 的体 心立方堆积
体对角线 = 4r 边长=4 3r/3
6
(3)六方紧密堆积（A3）
常见晶体模型
配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 ) ，空 间利用率为74%
12
6
3
54
下图是此种六方 紧密堆积的前视图
A
B A B A
3.镁型
第三层的另一 种排列方式，是将 球对准第一层的 2 ，4，6 位，不同 于 AB 两层的位置 ，这是 C 层。
12
6
3
54
12 63
54
12
6
3
54
第四层再排 A，
小球。将等径圆球在一平面上排列，有两 种排布方式，按（b）图方式排列，圆球 周围剩余空隙最小，称为密置层；按（a） 图方式排列，剩余的空隙较大，称为非密 置层。
（a）非密置层 （b）密置层
（3）金属晶体的原子在三维空间堆积模型 ①简单立方堆积（Po）
简单立方堆积
②体心立方堆积—钾型（碱金属）
体 心 立 方 堆 积
A
于是形成 ABC ABC
三层一个周期。 得
C
到面心立方堆积。
B
12
A
6
3
C
54
B
A
配位数 12 。 ( 同层 6， 上下层各 3 ) 此种立方紧密堆积的前视图
④面心立方:铜型
C B A
镁型
铜型
金属晶体的两种最密堆积方式
堆积 采纳这种堆 模型 积的典型代
表
简单 Po (钋) 立方
钾型 K、Na、Fe (bcp)
配位数：8
③镁型和铜型
镁型
铜型
第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方 式是将球对准1，3，5 位。 ( 或对准 2， 4，6 位，其情形是一样的 )
，
12
6
3
晶体结构堆积方式
a
4 3 4 r 3 100 % =74% 3 16 2r
阅读课文P76《资料卡片》 1. 金属晶体的四种堆积模型对比 2. 混合晶体
思考题
（1）六方紧密堆积的晶胞中： 金属原子的半径r与六棱柱的边长a、高h有什 么关系？
（2）面心立方紧密堆积的晶胞中： 金属原子的半径r与正方体的边长a有什么关 系？
3 100% 68% 8
活动与探究3 三维空间里密置层金属原子的堆积方式
将密置层的小球在一个平面上黏合在一起， 再一层一层地堆积起来（至少堆4层），使 相邻层上的小球紧密接触，有哪些堆积方式？ 注意：堆积方式的周期性、稳定性
A
A
B
B
三维空间里密置层的 金属原子的堆积方式
（ 1） ABAB„ 堆积方式
金属原子的半径 r 与六棱柱的边长 a、高 h 的关系：
a
a=2r
h
2 6 a h= 3
金属原子的半径r与正方体的边长a的关系：
a
a a a a
2a=4r
6
配位数为4
配位数为6
4个小球形成一个四边形空隙，一种空隙。 见“ ”。
3个小球形成一个三角形空隙，两种空隙。 一 种： △ 见“ ” 另一种：▽ 见“ ”
平面上金属原子紧密排列的两种方式
2
2
3 4 5
1
4
3
1
6
配位数为4 非密置层放置
配位数为6 密置层放置
活动与探究2 三维空间里非密置层金属原子的堆积方式
（1）ABAB„堆积方式
—— 六方最密堆积 （镁）
①配位数： 12
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范德 华力
共价键
氢键
微粒空间排 列方式
作用力无方向性 微粒密集堆积以 降低体系能量
作用力具有方向性，微粒 呈空间网状结构
等径圆球的密堆积
密置层
等径圆球的密堆积
…ABCABC… A1型最密堆积 面心立方最密堆积 典型代表：金属铜晶体
…ABABAB… A3型最密堆积 六方最密堆积 典型代表：金属镁晶体
等径圆球的密堆积
面心立方最密堆积
六方最密堆积
12
配位数
12
不等径圆球的密堆积
半径较大的阴离子看做等径圆球进行密堆积， 阳离子有序的填在阴离子所形成的空隙之中。
+
氯化钠晶体的结构
第3章 物质的聚集状态与物质性质
问题探究
思考问题
根据所学知识填表：
晶体名称 所含微 粒种类 微粒间 作用力 晶体类型
铜
氯化钠 金刚石
金属原子
离子 非金属原子
金属键
离子键 共价键
金属晶体
离子晶体 原子晶体
冰
分子
分子间 作用力
观察四种晶体的结构模型(P71图3-1-3)，你能 说出它们的微粒在空间排列上的区别吗？ 试从微粒间作用力及其特征的角度解释原因？