金属晶体堆积方式

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？
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：
（2）ABCABC„堆积方式
——面心立方最密堆积 （铜 银 金）
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A B
C
①配位数： 12
同层 6，上下层各 3
7 1 6 2 5 3 4 6 5
1
2 8
9
4 12
3
10
11
②面心立方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：
1 1 + ×6 = 4 × 8 8 2
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
5 8 1 4
上下层各4
6 7 2 3
② 金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：
b a
a a
2a
a
2a
b = 3a b = 4 r 3a=4r
③ 体心立方晶胞平均占有的原子数目：
1 + 1= 2 × 8 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
Po
简 单 立 方 晶 胞
①配位数： 6
同层4，上下层各1 6
2 1 4 3 1 4
2
3
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：
1 =1 × 8 8
（2）体心立方堆积 （碱金属 铁）
体 心 立 方 晶 胞
①配位数： 8
金属原子尽可能地互相接近，尽量占据较小 的空间。 ——紧密堆积
活动与探究1： 平面上金属原子紧密排列的方式
从蓝色盒子里取出： 4组乒乓球（3个排成一条直线的）
将乒乓球放置在平面上，排成4排，使球面 紧密接触，有哪些排列方式？
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
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
（2） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球形成的空穴
（1）简单立方堆积
A C B A
6
6
6
俯视图：
ABAB…堆积方式
ABCABC…堆积方式
（1）ABAB„堆积方式
—— 六方最密堆积 （镁 锌 钛）
①配位数： 12
同层 6，上下层各 3
1 9 5 2 8 3
7 6 1 6 2 3 4
4
5
10
12
11
②六方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：
1 1 × 12 × 2 + +3 6 2 =6
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
（ 2） ABCABC„ 堆积方式
俯视图
1 6 2 3 4
1 6
2
3 4
5
5
A
B
第二层小球的球心对准第一层的 1、3、5 位 （▽）或对准 2、4、6 位（△）。 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。
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
a
a a a a
2a=4r
（1）ABAB„堆积方式
第三层小球对准第一层的小球。 每两层形成一个周期地紧密堆积。 前视图
2
A
3 4
1 6
B
5
A
B
A
（2）ABCABC„堆积方式
第三层小球对准第一层小球空穴的2、4、6位。 第四层同第一层。 前视图 每三层形成一个周期地紧密堆积。
A C
B
1 2 5 3 4 1 2 5 3 4 1 2 5 3 4