金属晶体的原子堆积模型
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Ti14C13
5、过渡型晶体
在石墨晶体中，层与层之间是以范德华力结合，同一 层内C原子与C原子以 共价键结合成平面网状结构， 故石墨为混合型晶体或过渡型晶体。
在同一层中，每个C原子与 3 个C原子形成C-C
键，键角为120° ，其中最小的环为六元环，每个C
原子被 3 个六元环共有，每个C-C键被 2 个六元环 共有；每个六元环拥有的C原子数为2_，拥有的C-C 键数为_3_，则C原子数 与C-C键数之比为_2_:3___。
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
三种典型立方晶体结构
简单立方 体心立方 面心立方
探究
金属晶体原子平面排列方式有几种？
2 1 A3
4
配位数为4 非密置层
2
1
3
A
6
4
5
配位数为6 密置层
非密置层层层堆积情况1： 相邻层原子在同一直线上的堆积
（3）.“电子气”理论 金属原子脱落下来的价电子形 成遍布整块晶体的“电子气” ，被所有原子共用，从而把所
（4）存在 金属单质或合有金的原子维系在一起。
（5）.金属键强弱的判断：阳离子所带电荷多、半径 小，金属键强，熔沸点高
电子其理论与金属性质的关系
导电性 导热性 延展性 金属光泽
金属 自由电子 自由电 离子 在外加电 子与金 和自 场的作用 属离子 由电 下发生定 碰撞传 子 向移动 递热量
差别较大
差别较大
部分为半导体） 部分溶
金刚石、二氧化硅、 晶体硅、碳化硅
于水导 A电r、S等
导体
Au、Fe、Cu、钢 铁等
一、金属键
1.金属晶体： 金属单质形成的固体。
2.金属晶体的物性 导电，导热，延展性，金属光泽。 熔沸点差异大
3.金属键
（1） 定义：金 用属阳离子和自由电子之间的较强的相互作 （2） 构成粒子： 金属阳离子和自由电子
12
6
3
54
于是每两层形成一个 周期，即 AB AB 堆积方 式，形成六方紧密堆积。
下图是此种六方 紧密堆积的前视图
A
B A B A
六方密堆积
配位数： 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )
晶胞含金属原子数: 6
金属晶体的堆积方式──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。
金属晶体的堆积方式──简单立方堆积
简单立方堆积 例：（Po）
配位数：6 晶胞含金属原子数 1
非密置层层层堆积情况2： 相邻原子层上层原子填入下层原子的凹穴中
• 体心立方堆积
体心立方堆积 金属晶体的堆积方式──钾型
配位数：8 晶胞含金属原子数: 2
密置层堆积方式不存在两层原子在同一直线 的情况，只有相邻层紧密堆积方式，类似于钾型。
思考：第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式有几种？
12
6
3
54
12
6
3
54
12
6
3
54
，
AB
思考：对第一、二层来说，第 三层可以最紧密的堆积方式有 几种？
一种是பைடு நூலகம்球对准 第一层的球。
12
6
3
54
另一种排列方式，是 将球对准第一层的 2 ，4，6 位
12
6
3
54
六方最密堆积
一种是将球对准 第一层的球。
知识回顾：两种晶体类型与性质的比较
晶体类型
概念
作用力 构成微粒
熔沸点 物 理 硬度 性 质 导电性
实例
原子晶体
相邻原子之间以共价 键相结合而成具有空
间网状结构的晶体
分子晶体
金属晶体
分子间以范德 华力相结合而
成的晶体
通过金属键形成的 晶体
共价键
范德华力 金属键
原子
很高 很大
分子 很低
很小
金属阳离子 和自由电子
4、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气
态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子
是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，
它的化学式是
。
解析：由于本题团簇分子指的 是一个分子的具体结构，并不 是晶体中的最小的一个重复单 位，不能采用均摊法分析，所 以只需数出该结构内两种原子 的数目就可以了。答案为：
12
6
3
54
12
12
6
3
6
3
54
54
面心立方最密堆积
第四层再排 A，于
是形成 ABC ABC 三
A
层一个周期。
C
B
12
A
6
3
C
54
B
配位数：
A
12( 同层 6， 上下层各 3 ) 此种立方紧密堆积的前视图
C B A
面心立方
晶胞含金属原子数: 4 金属晶体的堆积方式──铜型
总结
堆积模 采纳这种堆积的典 空间利
• 6.食盐晶体如右图所示。在晶体中，• 表示Na+， 表示Cl。已知食盐的密度为 g / cm3，NaCl摩 尔质量M g / mol，阿伏加德罗常数为N，则在食 盐晶体里Na+和Cl的间距大约是
2M
A 3 N cm
2N
C3 M cm
M
B32N
M
D38N
cm B
cm
• 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。
反馈练习
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升高？
返回
二、 金属晶体的原子堆积模型
三、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
化学式为______；丁E晶F 体的化学式为
______。XY3Z
2、钙-钛矿晶胞结构如图所示。观察 钙-钛矿晶胞结构，求该晶体中，钙、 钛、氧的微粒个数比为多少？
3、在碳单质的成员中还有一种混合型晶体 ——石墨，如图所示。它是层状结构，层与层 之间依靠作用力相结合。每层内部碳原子与碳 原子之间靠作用力相结合，其键角为120ْ。 分析图中每个六边形含有2 个碳原子。
型
型代表
用率
配位数
晶胞
简单
立方
Po
52% 6
钾型 Na K Fe 68% 8
镁型 Mg Zn Ti 74% 12
铜型 Cu Ag Au 74% 12
思考：4中模型单位体积容纳原子数大小关系？
•再见
1、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推
知：甲晶体中A与B的离子个数比为
；乙1：晶1体的化学式为
；丙C晶2D体的
晶体中各 原子层相 对滑动, 但排列方 式不变
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
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。
5、过渡型晶体
在石墨晶体中，层与层之间是以范德华力结合，同一 层内C原子与C原子以 共价键结合成平面网状结构， 故石墨为混合型晶体或过渡型晶体。
在同一层中，每个C原子与 3 个C原子形成C-C
键，键角为120° ，其中最小的环为六元环，每个C
原子被 3 个六元环共有，每个C-C键被 2 个六元环 共有；每个六元环拥有的C原子数为2_，拥有的C-C 键数为_3_，则C原子数 与C-C键数之比为_2_:3___。
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
三种典型立方晶体结构
简单立方 体心立方 面心立方
探究
金属晶体原子平面排列方式有几种？
2 1 A3
4
配位数为4 非密置层
2
1
3
A
6
4
5
配位数为6 密置层
非密置层层层堆积情况1： 相邻层原子在同一直线上的堆积
（3）.“电子气”理论 金属原子脱落下来的价电子形 成遍布整块晶体的“电子气” ，被所有原子共用，从而把所
（4）存在 金属单质或合有金的原子维系在一起。
（5）.金属键强弱的判断：阳离子所带电荷多、半径 小，金属键强，熔沸点高
电子其理论与金属性质的关系
导电性 导热性 延展性 金属光泽
金属 自由电子 自由电 离子 在外加电 子与金 和自 场的作用 属离子 由电 下发生定 碰撞传 子 向移动 递热量
差别较大
差别较大
部分为半导体） 部分溶
金刚石、二氧化硅、 晶体硅、碳化硅
于水导 A电r、S等
导体
Au、Fe、Cu、钢 铁等
一、金属键
1.金属晶体： 金属单质形成的固体。
2.金属晶体的物性 导电，导热，延展性，金属光泽。 熔沸点差异大
3.金属键
（1） 定义：金 用属阳离子和自由电子之间的较强的相互作 （2） 构成粒子： 金属阳离子和自由电子
12
6
3
54
于是每两层形成一个 周期，即 AB AB 堆积方 式，形成六方紧密堆积。
下图是此种六方 紧密堆积的前视图
A
B A B A
六方密堆积
配位数： 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )
晶胞含金属原子数: 6
金属晶体的堆积方式──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。
金属晶体的堆积方式──简单立方堆积
简单立方堆积 例：（Po）
配位数：6 晶胞含金属原子数 1
非密置层层层堆积情况2： 相邻原子层上层原子填入下层原子的凹穴中
• 体心立方堆积
体心立方堆积 金属晶体的堆积方式──钾型
配位数：8 晶胞含金属原子数: 2
密置层堆积方式不存在两层原子在同一直线 的情况，只有相邻层紧密堆积方式，类似于钾型。
思考：第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式有几种？
12
6
3
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6
3
54
12
6
3
54
，
AB
思考：对第一、二层来说，第 三层可以最紧密的堆积方式有 几种？
一种是பைடு நூலகம்球对准 第一层的球。
12
6
3
54
另一种排列方式，是 将球对准第一层的 2 ，4，6 位
12
6
3
54
六方最密堆积
一种是将球对准 第一层的球。
知识回顾：两种晶体类型与性质的比较
晶体类型
概念
作用力 构成微粒
熔沸点 物 理 硬度 性 质 导电性
实例
原子晶体
相邻原子之间以共价 键相结合而成具有空
间网状结构的晶体
分子晶体
金属晶体
分子间以范德 华力相结合而
成的晶体
通过金属键形成的 晶体
共价键
范德华力 金属键
原子
很高 很大
分子 很低
很小
金属阳离子 和自由电子
4、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气
态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子
是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，
它的化学式是
。
解析：由于本题团簇分子指的 是一个分子的具体结构，并不 是晶体中的最小的一个重复单 位，不能采用均摊法分析，所 以只需数出该结构内两种原子 的数目就可以了。答案为：
12
6
3
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12
12
6
3
6
3
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面心立方最密堆积
第四层再排 A，于
是形成 ABC ABC 三
A
层一个周期。
C
B
12
A
6
3
C
54
B
配位数：
A
12( 同层 6， 上下层各 3 ) 此种立方紧密堆积的前视图
C B A
面心立方
晶胞含金属原子数: 4 金属晶体的堆积方式──铜型
总结
堆积模 采纳这种堆积的典 空间利
• 6.食盐晶体如右图所示。在晶体中，• 表示Na+， 表示Cl。已知食盐的密度为 g / cm3，NaCl摩 尔质量M g / mol，阿伏加德罗常数为N，则在食 盐晶体里Na+和Cl的间距大约是
2M
A 3 N cm
2N
C3 M cm
M
B32N
M
D38N
cm B
cm
• 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。
反馈练习
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升高？
返回
二、 金属晶体的原子堆积模型
三、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
化学式为______；丁E晶F 体的化学式为
______。XY3Z
2、钙-钛矿晶胞结构如图所示。观察 钙-钛矿晶胞结构，求该晶体中，钙、 钛、氧的微粒个数比为多少？
3、在碳单质的成员中还有一种混合型晶体 ——石墨，如图所示。它是层状结构，层与层 之间依靠作用力相结合。每层内部碳原子与碳 原子之间靠作用力相结合，其键角为120ْ。 分析图中每个六边形含有2 个碳原子。
型
型代表
用率
配位数
晶胞
简单
立方
Po
52% 6
钾型 Na K Fe 68% 8
镁型 Mg Zn Ti 74% 12
铜型 Cu Ag Au 74% 12
思考：4中模型单位体积容纳原子数大小关系？
•再见
1、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推
知：甲晶体中A与B的离子个数比为
；乙1：晶1体的化学式为
；丙C晶2D体的
晶体中各 原子层相 对滑动, 但排列方 式不变
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
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。