金属晶体和离子晶体 ppt课件

12
6
3
54
12
6
3
54
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12
6
3
54
20
第四层再排 A，于是形
A
成 ABC ABC 三层一个周
期。 得到面心立方堆积。
C
B
12
A
6
3
C
54
B
配位数 12 。 ( 同层 6 ， 上下层各 3
A )ppt课此件种立方紧密堆积的前视图 21
镁型（六方紧密堆积）
7 1 9
6
5
8 2
3 4
10
11
实例
简单立 方堆积
简单立方
52％
6
体心立方 堆积
体心立方
68%
8
六方最 密堆积
六方
74%
12
面心立方 最密堆积
面心立方
74%
12
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Po Na、K、Fe Mg、Zn、Ti Cu、Ag、Au
硬度最大的金属是-------- 铬 [9.0]
延性最好的金属是-------- 铂[铂丝直径：50100 mm] 展性最好的金属是-------- 金[金箔厚： 1001m00m] 最活泼的金属是---------- 铯
最稳定的金属是---------- 金
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练习
1. 金属晶体的形成是因为晶体中存在（ C）
第三章 晶体的结构与性质
第三节 金属晶体
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1
金属晶体
金属离子
自由电子
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2
一、金属的结构
1、金属键的定义：金属离子和自由电子 之间的强烈的相互作用，叫金属键。 （1）金属键的成键微粒是金属阳离子和 自由电子。 （2）金属键存在于金属单质和合金中。 （3）金属键没有方向性也没有饱和性。
电的“电子气”，金属原子则“浸泡”
在“电子气”的“海洋”之中。
二、金属共同的物理性质
容易导电、导热、有延展性、有金属光
泽等。
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5
三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系
导电性
导热性 延展性
金属离 子和自 由电子
自由电子在 外加电场的 作用下发生 定向移动
自由电子与 晶体中各原 金属离子碰 子层相对滑 撞传递热量 动仍保持相
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8
金属晶体的原子堆积模型
（1）几个概念 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
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金属晶体原子平面排列方式有几种？
探究
2
1
A
3
种堆积方式。
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24
C
B
A
A
B
C
A
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（3）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：
4 4 r3
3 100% = 74.05%
16 2r3
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堆积方式及性质小结
堆积方式 晶胞类型 空间利 配位数 用率
互作用
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6
资料 金属之最
熔点最低的金属是-------- 汞 [-38.87℃]
熔点最高的金属是-------- 钨 [3410℃]
密度最小的金属是-------- 锂 [0.53g/cm3]
密度最大的金属是-------- 锇 [22.57g/cm3]
硬度最小的金属是-------- 铯 [0.2]
晶胞体积
2、空间利用率的计算步骤：
（1）计算晶胞中的微粒数 （2）计算晶胞的体积
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简单立方堆积 立方体的棱长为a，球的半径为r
过程：
1个晶胞中平均含有1个原子
a
V球= 4 r3
3
V晶胞=a3=8r3
空间利用率= V球 100%
4 r3
V晶胞
3 8r 3
100%
=52%
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14
2、体心立方堆积-----钾型
12
这种堆积晶胞属于最密置层堆积，配位数
为 12 ，许多金属（如Mg、Zn、Ti等）采取这
种堆积方式。
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22
1200
平行六面体
每个晶胞含 2 个原子
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23
铜型（面心立方紧密堆积）
7 1 9
6
5
8 2
3 4Baidu Nhomakorabea
12 10 11
这种堆积晶胞属于最密置层堆集，配位数
为 12 ，许多金属（如Cu、Ag、Au等）采取这
A.金属离子间的相互作用 B.金属原子间的相互作用 C.金属离子与自由电子间的相互作用 D.金属原子与自由电子间的相互作用
2. 金属能导电的原因是（B）
A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作 用较弱 B.金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发 生定向移动 C.金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可 发生定向移动 D.金属晶体在外加电场作用下可失去电子
密的堆积方式。
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第一种是将第三层的球对准第一 下图是此种六方
层的球。
紧密堆积的前视图
12
A
6
3
54
B
A
于是每两层形成一个周期，
B
即 AB AB 堆积方式，形成六
A
方紧密堆积。
配位数 12 。 ( 同层 6 ，上下层各 3 。 )
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第二种是将第三层的 球对准第一层的 2，4， 6 位，不同于 AB 两层 的位置，这是 C 层。
空间利用率=
2 4 r3
3 a3
100%
2 4 r3
（
3 4
r）3
100%
3
3 100 % 68%
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思考：密置层的堆积方式有哪些？
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
54
12
6
3
54
，
AB
关键是第三层。对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧
（ IA，VB，VIB）
非密置层的另一种堆积是将上层金属 原子填入下层的金属原子形成的凹穴中
金属晶体的堆积方式──体心立方堆积
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配位数： 8 空间占有率： 68%
每个晶胞含原子数： 2
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体心立方堆积
b2 a2 a2
a 4 r
a
(4r)2 a2 b2 3a2
3
b a
4
配位数为4 非密置层
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2
1
3
A
6
4
5
配位数为6 密置层
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（2）金属晶体的原子在三维空间堆积模型 ①简单立方堆积（Po）
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简单立方堆积
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空间利用率的计算
1、空间利用率：指构成晶体的原子、离子或分子
在整个晶体空间中所占有的体积百分比。
球体积
空间利用率 =
100%
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3
2、金属晶体的定义：通过金属离子与 自由电子之间的较强的相互作用形成的 晶体。 （1）在晶体中，不存在单个分子 （2）金属阳离子被自由电子所包围。
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4
3、电子气理论：经典的金属键理论叫
做“电子气理论”。它把金属键形象地
描绘成从金属原子上“脱落”下来的大
量自由电子形成可与气体相比拟的带负