《金属键金属晶体》PPT课件

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K、Na、Cr、Mo、W
金属钾 K 的体心立方 堆积
（3）、面心立方堆积
在一个层中，最紧密的堆积方式， 是一个球与周围 6 个球相切，在 中心的周围形成 6 个凹位，将其 算为第一层。
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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)
另一种是将球对准第一层的球
。
下图是六方紧 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
A
成六方紧密堆积。Mg、Zn、Ti
配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )
六方最密堆积（A3）图
六方最密堆积（A3）分解图
3、归纳和总结：三维堆积－四种方式 由
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（2）、体心立方堆积
金属晶体的堆积方式──钾型
体心立方堆积：非密置层在空间一层一层 的堆积的另一种方式是将上层的金属原子 填入下层四个金属原子形成的凹穴中，下 一层但均与体心位置上的球相切。 配位数 8 ， 空间利用率为 68% 。
不仅具有很好的高温强度，并且，在高温下
具有比较好的塑性
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6)耐蚀的合金，如某些金属的碳化物，硼化 物、氨化物和氧化物等在侵蚀介质中仍很耐 蚀，若通过表面涂覆方法，可大大提高被涂 覆件的耐蚀性能；
，
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密的堆积方式。
第三层的一种排列 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
是形成 ABC ABC 三
A
层一个周期。 得到面
（a）非密置层 （b）密置层
2、金属晶体的原子空间堆积模型
（1）、简单立方堆积（Po）
金属晶体的堆积方式──简单立方堆积
简单立方堆积：将非密置层在空间一层一层 的堆积，有两种堆积方式，其中一种的堆积 如上图，相邻非密置层的原子核在同一直线 上，这种堆积方式形成的晶胞为一个立方体 即简单立方。配位数为6，分别位于上、下 前、后、左、右。这种堆积的空间利用率低。
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4)具有奇特吸释氢本领的合金（常称为贮氢
材料），如 LaNi5，FeTi，R2Mg17和 R2Ni2Mg15。(R等仅代表稀土 La，Ce，Pr，Nd或混 合稀土）是一种很有前途的储能和换能材料。
5)具有耐热特性的合金，如Ni3Al，NiAl，TiAl，
Ti3Al，FeAl，Fe3Al，MoSi2，NbBe12。ZrBe12等
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。
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晶胞与晶体 砖块与墙 蜂室与蜂巢
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三、金属晶体
金属原子通过金属键形成的晶体称 为金属晶体。主要有三种晶体类型。
A1
A2
A3
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1、晶体的密堆积和非密置结构 哪种排列方式 圆球周围剩余
金属晶体的空原隙子最平小面？堆积模型
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2、合金的特性：
1)具有超导性质的合金，如Nb3Ge，Nb3Al， Nh3Sn，V3Si，NbN等
2)具有特殊电学性质的金属间化合物，如 InTe-PbSe，GaAs-ZnSe等在半导体材料用
3)具有强磁性的合金物，如稀土元素（Ce， La，Sm，Pr，Y等）和Co的化合物，具有 特别优异的永磁性能
非
简密
单置
立
层 一
方层
堆一
钾型 体心 立方
积层 堆 积 而
成
Ａ
Ｃ
Ｂ
Ｂ
Ａ
Ａ
镁型 六方堆积
铜型 面心立方堆积
金属晶体的两种最密堆积方式
4. 常见三种密堆积的晶胞
六方晶胞
六方密堆结构晶胞
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面心立方晶胞
面心立方结构晶胞
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体心立方晶胞
体心立方结构晶胞
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四、晶胞中粒子数的求算（均摊法） 1、方法：
（3）各向异性：晶体在不同方向上表现 出不同的物理性质。 （4）对称性：晶体的外形和内部结构都 具有特有的对称性。
（5）有固定的熔点而非晶态没有。
3.晶体的种类
根据内部微粒的种类和微粒间的相互 作用不同，将晶体分为离子晶体、金 属晶体、原子晶体和分子晶体。
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。
C
心立方堆积。
B
12
A
6
3
C
54
B
Au、Ag、Cu、Al
A
配位数 12 。
( 同层 6， 上下层各 3 )
面心立方紧密堆积的前视图
ABC ABC 形式的堆积， 为什么是面心立方堆积？
我们来加以说明。
C B A
面 心 立 方 最 密 堆 积 （
一 ）
A
面心立方最密堆积（A1）分解图
（4）、六方紧密堆积
（1）处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子 有1/8属于该晶胞；
（2）处于棱上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒
子有1/4属于该晶胞；
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（3）处于面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒 子有1/2属于该晶胞；
（4）处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。
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2.三种金属晶体晶胞中微粒数的计算
(1)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
（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)、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。
（第二课时）
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1
黄铁.矿
3
萤石
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4
水晶.
5
绿色鱼眼石
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6
菱锰矿.
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二、晶体
1.晶体与非晶体
(1)晶体：内部微粒（原子、离子或分 子）在空间按一定规律做周期性重复 排列构成的固体物质。
(2)非晶体：内部原子或分子的排列 呈现杂乱无章的分布状态。
2.晶体的特性
（1）具有规则的几何外形。 （2）自范性：在适宜条件下，晶体能够 自发地呈现封闭的、规则的多面体外形。
微粒数为：8×1/8 + 1 = 2
长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献： 顶 ----1/8 棱----1/4 面----1/2 心----1
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五、合金
1、合金是指由两种或两种以上的金 属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方 法组合而成并具有金属特性的物质 。
合金一般是将各组分熔合成均匀的液 体，再经冷凝而制得的。