《金属晶体》课件精编版
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【化学课件】金属晶体.ppt
自由电子
金属原子释出电子后形成的金属离 子按一定规律堆积，释出的电子则在 整个晶体里自由移动。 自由电子不专属于某一个或特定的 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。
二、金属晶体
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 。
三种典型立方晶体结构
简单立方
体心立方
金
属
晶
体
一、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
解释 1、 金属中由于金属原子的外层电子比较少，
金属原子容易失去外层电子变成金属离子，在金 属内部结构中，实际上按一定规律紧密堆积的是 带正电荷的金属阳离子。
2、要使带正电荷的金属阳离子按一定规律紧 密堆积，除非金属原子释出的电子在各金属离子 间自由地运动，这样依靠金属阳离子与带负电荷 的自由电子之间强烈的相互作用使金属离子紧密 地堆积在一起。
练习一
1.不仅与金属的晶体结构有关，而且与金属原子本身 的性质有关的是金属的 A.导电性 B.导热性 C.密度 D.熔点
2.某晶体不导电，在熔融状态下能被电解，则该晶 体是 A.分子晶体 B.原子晶体 C.离子晶体 D.金属晶体 3.下列叙述中，一定是金属元素的是 A.最外层只有一个电子 B.核外最外电子层有1-2个电子 C.在反应中很容易失去电子 D.具有金属光泽的单质
好好学习，天天向上。
4.下列叙述的各项性质中，不属于金属的通性的是
A.导电、导热性
C.光亮而透明
B.延展性
D.熔点都很高
5.与金属的导电性和导热性有关的是 A.原子半径大小 C.金属的活泼性 B.最外层电子数的多少 D.自由电子
练习二
有一黄铜合金Cu和Zn的质量分数依 次为75%,25%, 晶胞的密度为8.9g· cm-3, 晶 体属于立方面心结构, 晶胞中含4个原子。 Cu和Zn的相对原子质量分别为63.5和65.4, 求:(1)Cu和Zn所占的原子百分数; (2)每个 晶胞含合金的质量是多少克; (3)晶胞的质及其结构根源
第三节金属晶体ppt课件
空间利用率：68%
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
体心立方堆积：
这种堆积晶胞是一个体心立方，
每个晶胞每个晶胞含 2 个原子，
空间利用率不高（68%），属于非 密置层堆积，配位数为 ，许
多金8属（如Na、K、Fe等）采取这
（一）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：在晶体中与某一微粒等距离且紧 密相邻的微粒的数目。
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。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
金属原子的堆积方式
二维空间
非密置层
三维空间
密置层
三维空间
简 单 立 方 堆 积
体六 心方 立最 方密 堆堆 积积
面 心 立 方 最 密
堆
积
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
完成下表：
成键微粒 实质
金属键
金属阳离子 自由电子 静电作用
离子键 阴、阳离子 静电作用
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
3.3《金属晶体》课件
第三节 金属晶体
金属样品
一、金属共同的物理性质
易导电、导热、 有延展性、 有金属光泽等
二、电子气理论
1、内容：金属原子的最外层电子数较少,容易 失去电子成为金属离子,金属原子脱落下来的价 电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有 原子所共用，从而把所有金属原子维系在一起。
2、电子气理论对金属的物理性质的解释
12
6
3
54
12
6
3
54
④面心立方最密堆积:铜型
A
12
C
6
3
B
54
A
第四层再排 A，于是形成 ABC
C
ABC 三层一个周期。 得到面心立方
B
堆积。
A 配位数 12 (同层 6,上下层各 3)
C B A
2、金属晶体的原子在三维空间堆积模型
堆积 模型
采纳这种堆积的典 型代表
空间 配位数 利用 率
晶胞
四、金属晶体：
1、定义：通过金属键结合形成的晶体。 金属单质和合金都属于金属晶体
2、组成粒子：金属阳离子和自由电子 3、微粒间作用力：金属键
思考：为什么碱金属单质的熔沸点从上到下 逐渐降低，而卤素单质的熔沸点从上到下却 逐渐升高？
碱金属:金属晶体熔点看金属键的强弱.金属离 子半径小,所带电荷多,金属键强,熔点就越高. 卤素:分子晶体看分子间作用力的强弱.对组成 和结构相似的物质,相对分子质量大,分子间作用 力强,熔点就越高.
论你觉得自己多么不幸，永远有人比你更不 也许有些路好走是条捷径，也许有些路可以 你风光无限，也许有些路安稳又有后路，可
简单
立方
Po (钋)
52% 6
钾型
(bcp) K、Na、Fe 68% 8
金属样品
一、金属共同的物理性质
易导电、导热、 有延展性、 有金属光泽等
二、电子气理论
1、内容：金属原子的最外层电子数较少,容易 失去电子成为金属离子,金属原子脱落下来的价 电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有 原子所共用，从而把所有金属原子维系在一起。
2、电子气理论对金属的物理性质的解释
12
6
3
54
12
6
3
54
④面心立方最密堆积:铜型
A
12
C
6
3
B
54
A
第四层再排 A，于是形成 ABC
C
ABC 三层一个周期。 得到面心立方
B
堆积。
A 配位数 12 (同层 6,上下层各 3)
C B A
2、金属晶体的原子在三维空间堆积模型
堆积 模型
采纳这种堆积的典 型代表
空间 配位数 利用 率
晶胞
四、金属晶体：
1、定义：通过金属键结合形成的晶体。 金属单质和合金都属于金属晶体
2、组成粒子：金属阳离子和自由电子 3、微粒间作用力：金属键
思考：为什么碱金属单质的熔沸点从上到下 逐渐降低，而卤素单质的熔沸点从上到下却 逐渐升高？
碱金属:金属晶体熔点看金属键的强弱.金属离 子半径小,所带电荷多,金属键强,熔点就越高. 卤素:分子晶体看分子间作用力的强弱.对组成 和结构相似的物质,相对分子质量大,分子间作用 力强,熔点就越高.
论你觉得自己多么不幸，永远有人比你更不 也许有些路好走是条捷径，也许有些路可以 你风光无限，也许有些路安稳又有后路，可
简单
立方
Po (钋)
52% 6
钾型
(bcp) K、Na、Fe 68% 8
金属晶体.ppt(优秀版)
自由电子
金属原子释出电子后形成的金属离 子按一定规律堆积，释出的电子则在 整个晶体里自由移动。
自由电子不专属于某一个或特定的 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。
二、金属晶体
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 。
三种典型立方晶体结构
简单立方 体心立方 面心立方
金属晶 体
浙江省延展性、有金 属光泽等
解释 1、 金属中由于金属原子的外层电子比较少，
金属原子容易失去外层电子变成金属离子，在金 属内部结构中，实际上按一定规律紧密堆积的是 带正电荷的金属阳离子。
2、要使带正电荷的金属阳离子按一定规律紧 密堆积，除非金属原子释出的电子在各金属离子 间自由地运动，这样依靠金属阳离子与带负电荷 的自由电子之间强烈的相互作用使金属离子紧密 地堆积在一起。
练习一
1.不仅与金属的晶体结构有关，而且与金属原子本身 的性质有关的是金属的
A.导电性 B.导热性 C.密度 D.熔点
2.某晶体不导电，在熔融状态下能被电解，则该晶
体是
A.分子晶体
B.原子晶体
C.离子晶体 D.金属晶体
3.下列叙述中，一定是金属元素的是 A.最外层只有一个电子 B.核外最外电子层有1-2个电子 C.在反应中很容易失去电子 D.具有金属光泽的单质
他们一个15岁，一个16岁，花开的季节。初学立体几何，大熊用小纸壳手工助洁心理解立体与平面的迥异，地理考试这对同桌囊括了班里两个第一，大熊94分，第一名，洁心47分， 倒数第一。大熊不知怎么就让无论如何都搞不懂季风洋流方向的洁心尤如神助，醍醐灌顶。洁心盼着上作文课，老师会朗读几篇上榜佳作，每每读到洁心的作文，大熊会看洁心一眼， 好像在说我知道这一篇是你写的，洁心也会漫不经心瞥一眼，故作平淡地回复嗯，是我。不知从何时起，他们走进彼此的心。大学毕业的第二年，他们结了婚，第三年，有了一个可爱 的孩子。洁心的日常开始以大熊小熊为中心，辞去优渥工作，成为家庭主妇，曾经的诗情画意干练要强变成琐碎的柴米油盐酱醋茶，窈窕淑女变成自带三层救生圈的黄脸婆，大熊成为 业内认可的职业经理人，小熊也取得全国乃至世界各大数学竞赛计算机竞赛的各色奖牌。被大熊小熊的光环映着，洁心日复一日忙忙活活庸庸碌碌地快乐着。人和人之间的比较，是丢 失快乐最简单的方式。昔日的同学大多事业有成，成为各自领域的精英，而洁心日渐落伍，好像被抛弃在另一个时代。比较也是客观认识自己最直接的方式。失落带来思考，洁心终于 意识到这十几二十年的岁月她把自己搞丢了。洁心想重回轨道却无力又无助，知识陈旧，书生意气，与社会严重脱节，抱怨，她偏执地认为大熊消耗了她的青春改写了她的命运，而人 到中年的大熊再不会像过去只要听到洁心呼唤，马上放下全世界飞奔而来，事业有成的他也不再对洁心的发号施令全盘言听计从，洁心觉得自己失去了整个世界。洁心没有意识到很多 时候大熊只是在迁就她，不和她计较，也没有意识到一个企业高管若凡事对一个家庭主妇唯命是从究竟是好事还是坏事，她越来越暴躁，越来越容易愤怒，家庭气氛像一只随时会被引 爆的火药桶，说不定什么琐事就会成为导火索。大熊忙碌粗心，洁心心灰意冷，俩人之间有了罅隙，有了不满，洁心不止一次发怒时大喊分手。洁心最脆弱的时候，大熊没有及时给予 支持和关注，洁心撕心裂肺的难过，大熊忙于工作，浑然不觉，洁心认为大熊不再爱自己，痴心错付，悔不当初，对自己的婚姻感到绝望，她给自己7天的时间思考，要不要走出这曾 欣欣然冲进来的围城。一位生性爱冒险的作家本杰明，无法走出半年前的丧妻之痛，带着一个青春期一个幼儿期的两个孩子，生活一团糟。本杰明放弃了专栏写作，拒绝开始新感情， 欲带着儿女换一个崭新环境开始新生活，于是他买了新房子，未曾想这房子却是一个经济窘迫、难以维系正常运转的动物园……本杰明走投无路之时，发现妻子给留下的“冒险基金”， 妻子自知无法常相陪伴，竭尽所能给丈夫最后的成全，这份爱让人唏嘘汗颜。本杰明给一双儿女讲述他和妻子初次见面，一见钟情，自惭形秽，踌躇不前时，自己骨子里天生的冒险精 神推着自己抓住了这份非你莫属的爱情。看着本杰明和一双儿女对着阴阳相隔的妻子、妈妈，互诉衷肠，洁心百感交集，泣不成声，她想世人听过见过无数美丽的爱情故事，但都是别 人的，现实的生活总会有种种难言的苦楚不如意，“万物皆有裂痕，那是光照进来的地方。”接受人和事的缺憾不完美，才是真实的生活。发起冷战的第三天，洁心不再继续臆想徒生 闷气，她决定给彼此一个机会，和大熊进行了一次推心置腹长谈，长谈的结果是洁心庆幸失而复得的婚姻和爱情，大熊说洁心没失去过，自己一直都在，从未离开，只是不该忽视了洁 心的内心需求。洁心开始找回自己的人生旅程，列清单，定目标，开始学习、锻炼、尝试，由内而外改变自己，每晚洁心大熊两人瑜伽对望，相伴练习腹肌撕裂。假期里，大熊更多地 陪伴洁心，两人相濡以沫走遍千山万水，洁心开始一展所长，用文字记录下他们的所见所闻，所感所悟。人到中年，两人相互珍惜，共同成长，生命和爱情焕发出绚丽光彩，照亮了彼 此的人生，很多小伙伴说因为他们，自己又开始相信并渴望爱情了。一日，，麦克是校园篮球明星，他本可以因篮球特长被全额奖学金保送进大学，但因女友怀孕他放弃了关键的冠军 赛而向女友求婚。20年后，麦克穷困潦倒，事业家庭均失意，戏剧性地他重返了17岁，仍是青春闪耀，17岁的他遇到现实中的一对儿女，中年的妻子，一切重来，当他又站在可以延 续辉煌改变人生命运的关键时刻，他意识到妻子和一双儿女才是他人生最宝贵的财富，依旧做出了和20年前相同的选择。当麦克和妻子紧紧相拥时，麦克又恢复了中年的模样，妻子说，
金属晶体高中化学教学课件PPT
镁（Mg）
银白色金属，质轻而坚韧，密度小，熔点较高，具有良好的延展性和机械加工性能。镁在空 气中表面易形成氧化膜，可防止进一步氧化。镁与水反应缓慢，但与酸反应较快。
过渡元素铁、钴、镍等特殊性质介绍
铁（Fe）
银白色金属，硬度适中，具有良好的延展性和磁性。铁是地壳中含量较丰富的元素之一，主要以化合态存在 于各种铁矿石中。铁在空气中易生锈，但在纯氧中燃烧可生成四氧化三铁。
实际应用：催化剂、电极材料、超导材料等
01
催化剂
许多金属具有催化作用，可以加速化学反应的速率。例如，铂、钯等贵
金属被广泛用于汽车尾气净化催化剂中。
02 03
电极材料
金属具有良好的导电性，因此被广泛用作电极材料。例如，铜、铝等金 属被用于制作电线、电缆等导电材料；锌、锰等金属则被用于制作干电 池等电极材料。
适用于制备大比表面积、高孔隙率 的多孔结构材料，如催化剂载体、 吸附剂等。
05
高中质
钠（Na）
银白色金属，质软而轻，密度比水小，熔点低，具有良好的导电导热性。钠在空气中极易氧 化，与水剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。
钾（K）
银白色金属，质软，密度比水小，熔点低，具有极强的还原性。钾在空气中易氧化，与水反 应更剧烈，生成氢氧化钾和氢气。
合金元素可以影响基体金属的 晶格常数、原子间距和堆积方 式，从而改变金属的物理和化 学性质。
合金化还可以提高金属的硬度、 强度、耐腐蚀性和耐磨性等， 扩大金属的应用范围。
04
常见金属晶体实验制备方法
真空蒸发法制备薄膜材料
80%
原理
在真空环境中加热金属至蒸发，金 属蒸气在基底上冷凝形成薄膜。
100%
推荐有效的复习方法，如归纳总 结、对比记忆、图表梳理等。
银白色金属，质轻而坚韧，密度小，熔点较高，具有良好的延展性和机械加工性能。镁在空 气中表面易形成氧化膜，可防止进一步氧化。镁与水反应缓慢，但与酸反应较快。
过渡元素铁、钴、镍等特殊性质介绍
铁（Fe）
银白色金属，硬度适中，具有良好的延展性和磁性。铁是地壳中含量较丰富的元素之一，主要以化合态存在 于各种铁矿石中。铁在空气中易生锈，但在纯氧中燃烧可生成四氧化三铁。
实际应用：催化剂、电极材料、超导材料等
01
催化剂
许多金属具有催化作用，可以加速化学反应的速率。例如，铂、钯等贵
金属被广泛用于汽车尾气净化催化剂中。
02 03
电极材料
金属具有良好的导电性，因此被广泛用作电极材料。例如，铜、铝等金 属被用于制作电线、电缆等导电材料；锌、锰等金属则被用于制作干电 池等电极材料。
适用于制备大比表面积、高孔隙率 的多孔结构材料，如催化剂载体、 吸附剂等。
05
高中质
钠（Na）
银白色金属，质软而轻，密度比水小，熔点低，具有良好的导电导热性。钠在空气中极易氧 化，与水剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。
钾（K）
银白色金属，质软，密度比水小，熔点低，具有极强的还原性。钾在空气中易氧化，与水反 应更剧烈，生成氢氧化钾和氢气。
合金元素可以影响基体金属的 晶格常数、原子间距和堆积方 式，从而改变金属的物理和化 学性质。
合金化还可以提高金属的硬度、 强度、耐腐蚀性和耐磨性等， 扩大金属的应用范围。
04
常见金属晶体实验制备方法
真空蒸发法制备薄膜材料
80%
原理
在真空环境中加热金属至蒸发，金 属蒸气在基底上冷凝形成薄膜。
100%
推荐有效的复习方法，如归纳总 结、对比记忆、图表梳理等。
第三章 第三节 金属晶体PPT课件
体
结 构
上 页
与
性
下
质
页
当堂达标训练
课外轻松阅读 课时活页训练
基础知识梳理
课堂互动讲练
第
二
章
这两种堆积方式都是金属晶体的最密堆积，
晶
配位数均为12，空间利用率均为74%，只是所得
体
晶胞的形式不同。
结
四、石墨——混合晶体
构
1．结构特点——层状结构
上 页
与 性 质
(1)同层内，碳原子采用sp2 杂化，以共价键相
【思考·提示】 (1)自由电子几乎均匀
上 页
性
地分布在整个晶体中，被许多金属离子共有。
下
质
(2)不一定，如金属晶体，只有阳离子，
页
无阴离子。但有阴离子则一定有阳离子。
当堂达标训练
课外轻松阅读 课时活页训练
基础知识梳理
课堂互动讲练
第
二
章
三、金属晶体的原子堆积模型
晶 体 结
1．二维空间模型 (1)非密置层 配位数为 4，如图所示：
构
上 页
与
性
下
质
页
当堂达标训练
课外轻松阅读 课时活页训练
基础知识梳理
课堂互动讲练
第
二 章
(2)密置层在三维空间堆积 ①六方最密堆积
晶
如图所示，按ABABABAB……的方式堆积。
体
结 构
上 页
与
性
下
质
页
当堂达标训练
课外轻松阅读 课时活页训练
基础知识梳理
课堂互动讲练
第
二
章
②面心立方最密堆积
晶
如图所示，按ABCABCABC……的方式堆积。
金属晶体(第一课时) ppt课件
（1）金属元素的原子半径 （2）单位体积内自由电子的数目
一般而言： 金属元素的原子半径越小，单位体积内自由
电子数目越大，金属键越强，金属晶体的硬度越 大，熔、沸点越高。
练习：比较下列金属的熔点高低
(1) Na < Mg <Al (2) Na> K > Ca
ppt课件
4
2.金属晶体
晶体： 具有规则几何外形的固体。
12
总结
金属键的概念及影响金属键强弱的因素
金属晶体的组成，物理性质并运用金属 键理论解释这些性质
ppt课件
13
1. 金属的下列性质与金属键无关的是( C ) A. 金属不透明并具有金属光泽 B. 金属易导电、传热 C. 金属具有较强的还原性 D. 金属具有延展性
2.能正确描述金属通性的是 ( AC )
(1)导电性
ppt课件
10
（2）导热性
金属容易导热，是由于自由电子运动时与
金属离子碰撞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。
ppt课件
11
（3）延展性
物体在外力作用下能延伸成细丝而不断裂的 性质叫延性；在外力（锤击或滚轧）作用能 碾成薄片而不破裂的性质叫展性。
ppt课件
回忆：我们之前学过哪些类型的化学键？ 化学键：离子键，共价键
ppt课件
1
金属离子和自由电子
1.金属键
（1）定义：金属离子和自由电子之间的强烈的相
互作用。
（2）形成：
成键微粒: 金属阳离子和自由电子 存 在: 金属单质和合金中
（3）方向性: 无方向性（也无饱和性）
ppt课件
2
有的金属软如蜡,有的金属硬如钢；有的金属熔 点低,有的金属熔点高，为什么?
一般而言： 金属元素的原子半径越小，单位体积内自由
电子数目越大，金属键越强，金属晶体的硬度越 大，熔、沸点越高。
练习：比较下列金属的熔点高低
(1) Na < Mg <Al (2) Na> K > Ca
ppt课件
4
2.金属晶体
晶体： 具有规则几何外形的固体。
12
总结
金属键的概念及影响金属键强弱的因素
金属晶体的组成，物理性质并运用金属 键理论解释这些性质
ppt课件
13
1. 金属的下列性质与金属键无关的是( C ) A. 金属不透明并具有金属光泽 B. 金属易导电、传热 C. 金属具有较强的还原性 D. 金属具有延展性
2.能正确描述金属通性的是 ( AC )
(1)导电性
ppt课件
10
（2）导热性
金属容易导热，是由于自由电子运动时与
金属离子碰撞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。
ppt课件
11
（3）延展性
物体在外力作用下能延伸成细丝而不断裂的 性质叫延性；在外力（锤击或滚轧）作用能 碾成薄片而不破裂的性质叫展性。
ppt课件
回忆：我们之前学过哪些类型的化学键？ 化学键：离子键，共价键
ppt课件
1
金属离子和自由电子
1.金属键
（1）定义：金属离子和自由电子之间的强烈的相
互作用。
（2）形成：
成键微粒: 金属阳离子和自由电子 存 在: 金属单质和合金中
（3）方向性: 无方向性（也无饱和性）
ppt课件
2
有的金属软如蜡,有的金属硬如钢；有的金属熔 点低,有的金属熔点高，为什么?
金属晶体课件
电子工业领域应用案例
集成电路制造
01
金属晶体在集成电路制造中发挥着重要作用，用于制造芯片内
部的连接线路和引脚。
电子元器件制造
02
金属晶体在电子元器件制造中，如电阻、电容、电感等，作为
电极或支撑结构。
传感器与执行器
03
金属晶体在传感器和执行器中，如热敏电阻、磁敏元件等，用
于实现信号转换和调控。
汽车工业领域应用案例
金属晶体课件
目 录
• 金属晶体概述 • 金属晶体结构 • 金属晶体相图与相变 • 金属晶体制备方法与技术 • 金属晶体应用领域及案例分析 • 金属晶体未来发展趋势与挑战
01
CATALOGUE
金属晶体概述
定义与分类
定义
金属晶体是由金属原子或离子通 过金属键结合形成的晶体结构。
分类
根据金属键的类型，金属晶体可 分为简单金属晶体和复杂金属晶 体。
六方密排晶格
以钛、锆、铪等金属为代 表，具有特殊的紧密堆积 结构。
晶体结构与性能关系
力学性能
晶体结构对金属的力学性能如硬 度、韧性、抗拉强度等有显著影
响。
物理性能
晶体结构对金属的物理性能如导电 性、导热性、磁性等有不同程度的 影响。
加工性能
晶体结构对金属的加工性能如铸造 、轧制、锻造等有重要影响。
在晶体中自由移动。
延展性
金属晶体具有较好的延展性， 可以加工成各种形状的金属制
品。
金属光泽
金属晶体具有独特的金属光泽 ，这是由于金属表面的自由电 子与光子相互作用产生的。
热膨胀性
金属晶体在加热时，其体积会 发生变化，表现出热膨胀性质
。
02
CATALOGUE
3《金属晶体》。PPT课件(新人教版-选修3)
C B A
配位数：12 空间占有率：74%
每个晶胞含原子数： 4
第32页，共37页。
第33页，共37页。
空间利用率计算
例2：求面心立方晶胞的空间利用率.
解：晶胞边长为a，原子半径为r. 由勾股定理： a 2 + a 2 = (4r)2
a = 2.83 r 每个面心立方晶胞含原子数目：
8 1/8 + 6 ½ = 4
第10页，共37页。
【总结】金属晶体的结构与性质的关系
导电性 导热性 延展性
金属 离子 和自 由电 子
自由电子在 自由电子 晶体中各 外加电场的 与金属离 原子层相 作用下发生 子碰撞传 对滑动仍 定向移动 递热量 保持相互
作用
第11页，共37页。
5、影响金属键强弱的因素：
金属阳离子所带电荷越多、 离子半径越小，金属键越强。
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。
第6页，共37页。
三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系
1、金属晶体结构与金属导电性的关系
【讨论1】 金属为什么易导电？
在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子 的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电 子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。
第9页，共37页。
4、金属晶体结构具有金属光泽和颜色
• 由于自由电子可吸收所有频率的光，然后 很快释放出各种频率的光，因此绝大多数 金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金 属（如铜、金、铯、铅等）由于较易吸收 某些频率的光而呈现较为特殊的颜色。
• 当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向 杂乱、晶格排列不规则，吸收可见光后辐 射不出去，所以成黑色。
配位数：12 空间占有率：74%
每个晶胞含原子数： 4
第32页，共37页。
第33页，共37页。
空间利用率计算
例2：求面心立方晶胞的空间利用率.
解：晶胞边长为a，原子半径为r. 由勾股定理： a 2 + a 2 = (4r)2
a = 2.83 r 每个面心立方晶胞含原子数目：
8 1/8 + 6 ½ = 4
第10页，共37页。
【总结】金属晶体的结构与性质的关系
导电性 导热性 延展性
金属 离子 和自 由电 子
自由电子在 自由电子 晶体中各 外加电场的 与金属离 原子层相 作用下发生 子碰撞传 对滑动仍 定向移动 递热量 保持相互
作用
第11页，共37页。
5、影响金属键强弱的因素：
金属阳离子所带电荷越多、 离子半径越小，金属键越强。
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。
第6页，共37页。
三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系
1、金属晶体结构与金属导电性的关系
【讨论1】 金属为什么易导电？
在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子 的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电 子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。
第9页，共37页。
4、金属晶体结构具有金属光泽和颜色
• 由于自由电子可吸收所有频率的光，然后 很快释放出各种频率的光，因此绝大多数 金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金 属（如铜、金、铯、铅等）由于较易吸收 某些频率的光而呈现较为特殊的颜色。
• 当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向 杂乱、晶格排列不规则，吸收可见光后辐 射不出去，所以成黑色。
第三节金属晶体结构ppt课件
=4
则：
16
V球 =
πr3 3
C B
B
C CC C A
A BBB B C
立方F
8个顶角
n1
=
8×
1 8
=1
6个面心
n2
=
6×
1 2
=3
⑵立方面心晶胞的体积
V晶 = a3
c
C B
B
C CC C A
b a A BBB B C
立方F
每层采取最紧 密堆积
a
A
B
a
D
C
(100)晶面
∵⊿ABC是直角三角形。根据勾股定律得有：
……
第4层 A 第2层 C 第2层 B 第1层 A
A1型最紧密堆积
2.A1型堆积的晶胞类型
根据晶胞划分的规则，我们可从金属的 A1 型最紧密堆积中抽取出立方 面心晶胞。
第4层 A 第2层 C 第2层 B 第1层 A
抽取出
A1型最紧密堆积
BCCC A
B
CC
A BB B堆积 C C堆积
B 堆积和 C 堆积——（111）晶面 c
b a
3.立方面心晶胞的正八面体空隙
立方面心晶胞
立方面心晶胞内 的正八面体空隙
3个晶胞共有的正八面 体空隙
即，立方面心晶胞有两种八
面体空隙。
3个晶胞共用 顶点
⑴6各面心“点”构成的晶
晶胞1、3的 面心
胞内八面体空隙。 ⑵3个晶胞共同拥有的八面
体空隙（共用1条棱边） 。
二、A3型最紧密堆积及其晶胞
The A3 type is most close to pile up and its crystal lattice
金属晶体优秀课件
解：晶胞边长为a，原子半径为r. 由勾股定理： a 2 + a 2 = (4r)2
a = 2.83 r 每个面心立方晶胞含原子数目： 8 1/8 + 6 ½ = 4
= (4 4/3 r 3) / a 3
= (4 4/3 r 3) / (2.83 r ) 3 100 % = 74 %
堆积模 型
6
3
54
，
AB
关键是第三层，对第一、二层来说，第三 层可以有两种最紧密的堆积方式。
第一种是将球对准第一层的 下图是此种六方
球。
紧密堆积的前视图
A
12
6
3
B
54
A
B
于是每两层形成一个周期，即
A
AB AB 堆积方式，形成六方紧
密堆积。
配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )，空间利用率为74%
简单立方堆积
每个晶胞含原子数：1 配位数： 6
②体心立方堆积—钾型（碱金属，Fe） 每个晶胞含原子数：2 配位数： 8
体 心 立 方 堆 积
（2）最密堆积
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
54
12
①、六方最密堆积 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
6
3
54
12
6
3
54
第四层再排 A，于是形
A
成 ABC ABC 三层一个周
a = 2.83 r 每个面心立方晶胞含原子数目： 8 1/8 + 6 ½ = 4
= (4 4/3 r 3) / a 3
= (4 4/3 r 3) / (2.83 r ) 3 100 % = 74 %
堆积模 型
6
3
54
，
AB
关键是第三层，对第一、二层来说，第三 层可以有两种最紧密的堆积方式。
第一种是将球对准第一层的 下图是此种六方
球。
紧密堆积的前视图
A
12
6
3
B
54
A
B
于是每两层形成一个周期，即
A
AB AB 堆积方式，形成六方紧
密堆积。
配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )，空间利用率为74%
简单立方堆积
每个晶胞含原子数：1 配位数： 6
②体心立方堆积—钾型（碱金属，Fe） 每个晶胞含原子数：2 配位数： 8
体 心 立 方 堆 积
（2）最密堆积
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
54
12
①、六方最密堆积 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
6
3
54
12
6
3
54
第四层再排 A，于是形
A
成 ABC ABC 三层一个周
金属晶体课件
（2） 第二层小球的球心
正对着 第一层小球形成的空穴
4、金属晶体的原子堆积模型
（1）简单立方堆积 Po
简 单 立 方 晶 胞
①配位数： 6 同层4，上下层各1
2
1
3
4
6
2
1
3
4
5
（2）金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：
a
a
a
a
a=2r
（3）简单立方晶胞平均占有的原子数目：
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？
2
1
3
6
4
5
1
2
7
8
6
9
3
5
4
10 11 12
②六方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：
1 6
×12
+
1 2
×2
+
3
=6
金属原子的半径 r 与六棱柱的边长 a、高 h 的关系：
a
h
；
a=2r
h
=
26 3
a
（4）ABCABC…堆积方式
——面心立方最密堆积（铜）
ABC
①配位数： 12 同层 6，上下层各 3
4
65
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
先将两组小球以非密置层的排列方式排列在 一个平面上：
在其上方再堆积一层非密置层排列的小球， 使相邻层上的小球紧密接触，有哪些堆积方 式？
三维空间里非密置层的 金属原子的堆积方式
（1） 第二层小球的球心
正对着 第一层小球的球心
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体心立方堆积 钾型
配位数：8 空间占有率： 68.02%
密置层：3个小球形成一个三角形空隙，两 种空隙。
一种： △
另一种： ▽
密置堆积 第一层 ：
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
形成简单立方晶胞，空间利用率较低，为52％ ，
a=2r
讨论： A、金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：
教科书P36图3-10
Ⅱ. 体心立方堆积 Na、K、Cr、Mo、W等
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
a 3a=4r
a
aa
5
87 2
43
这是另一种非密置堆积方式，将上层金属填入下层金 属原子形成的凹穴中,得到的是体心立方堆积。其配 位数为8，空间利用率为68.02%。
堆积模型
采纳这种堆积的典 型代表
晶胞
非密置 层
简单立 方堆积
Po(钋)
体心立 Na、K、Cr、Mo、
方堆积
W
堆积模型
采纳这种堆积的典 型代表
晶胞
六方最 密堆积
密 置 层 面心立
方最密 堆积
Mg、Zn、Ti
Cu、Ag、Au Pb
7. 晶胞中金属原子数目的计算(平均值)
（1）：
顶点占1/8
棱上占1/4
两种最紧密的堆积方式。
III.六方堆积
镁、锌、钛等
第一种： 将第三层球对准第一层的球
A
12
6
3
B
54
A
B
于是每两层形成一个
A
周期，即 AB AB 堆积方 式，形成六方堆积。
上图是此种六方 堆积的前视图
六方最密堆积分解图
配位数 12 ( 同层 6，上下层各 3 )
IV. ABCABC…堆积方式
第三层小球对准第一层小球空穴的2、4、6位。
金属)熔合而成的具有金属特性的物质叫做合金。
例如，黄铜是铜和锌的合金（含铜67%、锌33%）； 青铜是铜和锡的合金（含铜78%、锡22%）；钢和生 铁是铁与非金属碳的合金。故合金可以认为是具有金 属特性的多种元素的混合物。
(2) 合金的特性
① 合金的熔点比其成分中金属 低 (低， 高，
介于两种成分金属的熔点之间；) ②具有比各成分金属更好的硬度、强度和机械 加工性能。
在金属晶体中，由于金属键没有方向性，金属原子如同半径相等的小 球一样，彼此相切、紧密堆积成晶体。金属晶体中金属原子的紧密堆积是 有一定规律的。
（1）密堆积的定义:
由无方向性的金属键、离子键和范德华力等结
合的晶体中，原子、离子或分子等微观粒子总是趋
向于相互配位数高，能充分利用空间的堆积密度最
大的那些结构。
密堆积方式因充分利用了空间，而使体系的势能尽
可能降低，而结构稳定。
等径圆球的密堆积
（2）二维平面堆积方式
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
展示两种排列方式并理解每一种方式的配位数 及空间利用率。 配位数：一个原子紧密接触的原子数
2
1
3
4
1 6
为( C )
A． M4N4 B．MN C． M14N13
D．条件不够，无法写出化学式
练习
3.合金有许多特点,如钠-钾合金 ( 含钾50% ~80%)为液
体，而钠钾的单质均为固体，据此推测生铁、纯铁、
A 碳三种物质中，熔点最低的是 ( )
A. 生铁
B. 纯铁
C. 碳
D. 无法确定
2. 某些金属晶体(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方 的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以划出一块正 立方体的结构单元，金属原子处于正立方体的八个 顶点和六个侧面上，试计算这类金属晶体中原子的 空间利用率。
教科书P37 拓展视野
练习
1. 右图是钠晶体的晶胞结构， 则晶胞中的原子数是 8×1/8 +1=2 .
钠晶体的晶胞
如某晶体是右图六棱柱状晶胞， 则晶胞中的原子数是 12×1/6+2×1/2 + 3 = 6 .
练习
2. 最近发现一种由某金属原子M和非金属原子N构成 的气态团簇分子，如图所示．顶角和面心的原子是M 原子，棱的中心和体心的原子是N原子，它的化学式
第四层同第一层。 每三层形成一个周期地紧密堆积。
前视图
A
C
2 13
2 13
B
2 13
A
64 5
64 5
64C
5
B
A
面心立方堆积 金、银、铜、铅等
AB C
配位数 12 ( 同层 6， 上下层各 3 )
此种立方紧密堆积的前视图
面心立方
C B A
面心立方最密堆积分解图
6、金属晶体的堆积方式和对应的晶胞
5
2 3
4
非密置层
密置层
密置层：3个小球形成一个三角形空隙，两种
空隙。
一种： △
另一种： ▽
等金径属圆球晶的体密堆积
金属原子
自由电子
(3) 三维空间堆积方式
Ⅰ. 简单立方堆积
形成简单立方晶胞，配位数为6，为非密置堆积，空间利 用率较低，为52％ ，金属钋（Po）采取这种堆积方式。
a
aa a
面心占1/2 体心占1
（2）.晶胞中微粒数的计算
(1)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
(2)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
(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
长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献： 顶点----1/8 棱----1/4 面心----1/2 体心-ห้องสมุดไป่ตู้--1
三、合金
(1)定义：把两种或两种以上的金属(或金属与非
构成的。
晶胞与晶体
砖块与墙
通常情况下，大多数金属单质及其合金也是晶体。
二、金属晶体： 1、定义：金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶 体。 2、构成微粒：金属原子 3、晶体中的作用力：金属键
金属晶体
4、晶胞：从晶体中“截取”出来具有代表性的 最小部分。是能够反映晶体结构特征的基本重 复单位。
因此，研究晶体结构只需研究其晶胞的结构。
1.2金属晶体
一、 晶体
1、定义： 具有规则几何外形的固体叫晶体。
2、类型（根据构成微粒种类及微粒间作用力不同）： 金属晶体、离子晶体、原子晶体、分子晶体
阅读教科书P34 【化学史话】：人类对晶体结构的认识
3、晶胞：
（1）定义： 晶胞是能够反映晶体结构特征的基本重复单位。
（2）与晶体的关系： 晶体是由一个个的晶胞在空间连续重复延伸而