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第一章-金属的晶体结构(共118张PPT)可修改全文

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(3) 不需最小整数化; (4) 〔1 1 1〕
B面:
(1) 该面与z轴平行,因此x=1,y=2, z=∞; (2) 1/x=1,1/y=1/2,1/z=0; (3) 最小整数化1/x=2,1/y=1,1/z=0; (4) 〔2 1 0〕
C面:
(1) 该面过原点,必须沿y轴进行移动,因此x= ∞ ,y=-1,z=∞ (2) 1/x=0,1/y=-1,1/z=0; (3) 不需最小整数化;(4) 〔0 1 0〕
晶胞在三维空间的重复构成点阵
〔4〕晶格常数
在晶胞中建立三维坐标体系, 描述出晶胞的形状与大小
晶胞参数- 晶格常数:a、b、c 棱间夹角:α、β、γ
2 晶系与布拉菲点阵
依据点阵参数 的不同特点划分为七种晶系
(1) 三斜晶系
α≠β≠γ≠90° a≠ b≠ c
复杂单胞 底心单斜
(2) 单斜晶系
α=γ=90°≠β a≠ b≠ c
3 原子半径: r 2 a
4 配位数= 12
4
5 致密度= nv/V=(4×3πr3/4)/a3=0.74
γ-Fe(912~1394℃)、Cu、Ni、Al、Ag 等
——塑性较高
面心立方晶胞中原子半径与晶 格常数的关系
a
r 2a 4
(三)密排六方结构〔 h.c.p〕 〔 了解〕
金属:Zn、Mg、Be、α-Ti、α-Co等
具有光泽:吸收了能量从被激发态回到基态时所 产生的幅射;
良好的塑性:在固态金属中,电子云好似是 一种流动的万能胶,把所有的正离子都结合 在一起,所以金属键并不挑选结合对象,也 无方向性。当一块金属的两局部发生相对位 移时,金属正离子始终“浸泡〞在电子云中, 因而仍保持着金属键结合。这样金属便能经 受较大的变形而不断裂。

金属间化合物的晶体结构ppt课件.pptx

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2、L12型结构
➢ 化学式:A3B; ➢ 结 构:L12型—面心正方晶系;
—A —B
[001]
c aa
[100]
[010]
3、L10型结构
➢ 化学式:AB; ➢ 结 构:L10型—面心正方晶系; ➢ 特点:[001]方向上是由仅含A原子组成的原子面与仅含B原子的原子面交替重叠
堆垛而成,所以[100]、[010]方向上的点阵常数与[001]方向的不一样,把[001]视 为c轴,其他两轴为a轴;
—A —B
[001]
c aa
[100]
[010]
4、DO22型结构
➢ 化学式:A3B; ➢ 结 构:DO22型—面心正方晶系;
—A —B
5、体心立方结 构
6、B2型结构
➢ 化学式:AB; ➢ 结 构:B2型—体心正方晶系;
—A —B
7、DO3型结构
➢ 化学式: A3B ; ➢ 结 构:DO3型—体心正方晶系;
—A —B
8、L21型结构
➢ 化学式: A2BC; ➢ 结 构:L21型—体心正方晶系;
—A —B —C
9、C11b型结构
➢ 化学式: AB2; ➢ 结 构:C11b型—体心正方晶系;
—A —B
10、hcp型结构
10、hcp型结构
11、DO19型结 构
➢ 化学式: A3B ;
—A —B
11、DO19型结 构
—A —B
12、Cu3Ti型结构
➢ 化学式: A3B ;
—A —B
12、 Cu3Ti型结构
—A —B

金属键金属晶体教学课件

金属键金属晶体教学课件

02
金属键的强度和稳定性 取决于金属原子的半径 和电负性。
03
金属键的形成不受方向 原子,形成复杂的金 属晶体结构。
02
金属晶体的介
金属晶体的定 义
01
02
03
金属晶体
由金属原子或金属离子通 过金属键结合形成的晶体。
金属键
金属原子之间通过电子共 享形成的化学键。
金属晶体中金属键的实例
面心立方结构的铜和铝
铜和铝的原子在空间中按照面心立方的规律排列,形成具有高对 称性的晶体结构,其金属键表现出明显的方向性。
体心立方结构的铁和铬
铁和铬的原子按照体心立方的规律排列,其金属键强度较高,晶体 的硬度也较大。
六方密排结构的镁和钛
镁和钛的原子按照六方密排的规律排列,其晶体结构相对较为紧密, 金属键的强度也较高。
05
金属金属晶体的未来
新材料的研 发
高性能金属材料
01
研发具有优异力学性能、耐腐蚀性和高温稳定性的金属材料,
以满足航空航天、能源、化工等领域的需求。
金属基复合材料
02
通过在金属基体中添加增强相,如陶瓷颗粒或纤维,制备具有
优异综合性能的金属基复合材料。
多功能金属材料
03
开发具有磁、电、热、光等功能的金属材料,用于传感器、电
金属金属晶体教 件
• 金属键的介绍
• 金属键与金属晶体的关系 • 金属键金属晶体的应用 • 金属键金属晶体的未来发展
01
金属的介
金属键的定义
金属键
金属原子之间通过共享价电子形 成的化学键。
金属键的形成
金属原子通过移除部分外层电子成 为正离子,而留下的空位则吸引其 他金属原子的外层电子成为负离子, 从而形成金属键。

金属键金属晶体课件-2024鲜版

金属键金属晶体课件-2024鲜版

晶体结构测定
相变研究
利用X射线衍射技术,可以研究金属 晶体在不同温度、压力条件下的相变 行为,深入了解金属键与晶体结构之 间的关系。
通过X射线衍射实验,可以测定金属 晶体的晶格常数、原子间距等结构参 数,进而揭示金属键的本质。
2024/3/28
23
电子显微镜在微观形貌观察中作用
1 2
高分辨率成像 电子显微镜利用电子束代替光束进行成像,具有 更高的分辨率,能够观察到金属晶体的微观形貌 和缺陷结构。
2024/3/28
关系总结
金属键是决定金属晶体结构和性质的关键因素。金属键的强度、 稳定性和特性直接影响金属晶体的结构稳定性、物理性质、化 学性质和力学性能。
意义
深入了解金属键与金属晶体的关系有助于理解金属的宏观性质 和行为,为材料科学、冶金工程等领域提供理论支持和实践指 导。此外,这种关系的研究还有助于开发新的金属材料和优化 现有材料的性能。
2024/3/28
20
新型金属功能材料发展趋势
2024/3/28
超导材料 超导材料是指在低温下电阻为零的材料,具有极高的导电 性能。超导材料在电力输送、磁悬浮列车等领域有潜在应 用前景。
形状记忆合金 形状记忆合金是一种具有形状记忆效应的金属材料,能够 在加热后恢复其原始形状。形状记忆合金在医疗器械、航 空航天等领域有广泛应用。
金属键金属晶体课件
2024/3/28
1
contents
目录
2024/3/28
• 金属键基本概念与特性 • 金属晶体结构与性质 • 金属键与金属晶体关系探讨 • 常见金属晶体材料介绍与应用 • 实验方法与技术手段在金属键、金属晶
体研究中应用 • 总结回顾与拓展延伸
2

金属晶体PPT教学课件

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新授课
晶体的类型与性质
第二节 金属晶体
学习目标
1.形成正确的金属晶体概念,并了解 金属晶体的晶体模型及金属的共同性质、 特点。
2.理解金属晶体的晶体结构与性质的 关系。
学习重点、难点
学习重点:金属晶体的概念、晶体类型 与性质的关系。
学习难点:金属晶体结构模型
学习过程
1、复习提问 2、金属晶体结构 3、金属晶体的结构与金属性质的内在联
系 4、课堂针对性练习
复习提问
表一:离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较
晶体类型
离子晶体
分子晶体
结构、性质
结 构成晶体粒子 构
粒子间的作用力
阴、阳离子 离子键
硬度
较大
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
溶、沸点
较高


导电
固体不导电,熔 融或溶于水后导 电
溶解性
有些易溶于等极 性溶剂
分子 分子间作用力
较小 较低 固态和熔融状 态都不导电
2.金属晶体结构与金属的导热性的关系
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。
3.金属晶体结构与金属的延展性的关系
金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没有方向 性,各原子层之间发生相对滑动以后,仍可保持这种相互作用, 因而即使在外力作用下,发生形变也不易断裂。
(B )
A.任何晶体中,若含有阳离子也一定含有阴离子
B.原子晶体中只含有共价键
C.离子晶体中只含有离子键,不含有共价键
D.分子晶体中只存在分子间作用力,不含有其他化学键
课后作业
• 本节教材习题1、习题2

第三节金属晶体结构ppt课件

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
=

1 8
=1
6个面心
n2
=

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

第二章纯金属的结晶ppt课件

第二章纯金属的结晶ppt课件
分开,没有过渡层。 光学显微镜下,光滑界面由了若
干曲折的小平面构成,所以又称小平面界面。
b. 粗糙界面 (Rough interface):原子尺度下,界面两侧有几
个原子层厚度的过渡层,固液原子犬牙交错排列。光学
显微镜下,这类界面是平直的,所以又称非小平面界面。
42
2.5 晶核的长大
界面结构
光滑界面
液态金属中不仅存在结构起伏,而且存在能量起伏,也即
液态金属不同区域内的自由能也并不相同,因此形核功可
通过体系的能量起伏来提供。当体系中某一区域的高能原
子附着在临界晶核上,将释放一部分能量,一个稳定的晶
核即可形成。
34
2.4 晶核的形成
形核率 (Nucleation rate)
单位时间在单位体积液体内形成晶核的数目称为形核率。
22
2.3 金属结晶的结构条件
液态金属相起伏的特点
23
2.4 晶核的形成
前面谈到了结晶的热力学条件和结构条件。但事实上,
许多过冷液体并不立即发生凝固结晶。如液态高纯Sn过
冷5~20℃时,经很长时间还不会凝固。说明凝固过程还
存在某种障碍。
因此,还必须进一步研究凝固过程究竟如
何进行的(机理问题)?进行的速度如何
靠液态金属的能量变化,由晶胚直接形核的过程。
非均匀形核:又称异质形核或非自发形核。是指依附液体中现有固
体杂质或容器表面形成晶核的过程。实际液态金属中,总有或多或
少的杂质,晶胚总是依附于这些杂质质点上形成晶核,实际的结晶
过程主要是按非均匀形核方式进行。
25
2.4 晶核的形成
均匀形核 (Homogeneous nucleation)
作用。
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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。
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。 空间利用率:空间被晶格质点占据的百分数。用来 表示紧密堆积的程度。
配位数:在密堆积中,一个原子或离子周围距离最 近且相等的原子或离子的数目。
2、二维堆积
I型
2 1 4 3
II 型
2 1 6 5 3 4
非密置层 配位数为4
“有阳离子而无阴离子” 是金属独有的特性。
组成粒子: 金属阳离子和自由电子
金属单质中不存在 单个分子或原子。
作用力: 金属离子和自由电子之间的较强作 用—— 金属键
常温下,绝大多数金属单质和 合金都是金属晶体,但汞除外, 因汞在常温下呈液态。 金属晶体的熔沸点差别较大。
金属晶体:通过金属键作用形成的单质晶体 熔化时破坏的作用力:金属键
小结:三种晶体类型与性质的比较
晶体类型
概念
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
共价键 原子 很高 很大 无(硅为半导体)
分子晶体
分子间以范德 华力相结合而 成的晶体
范德华力 分子 很低 很小 无
金属晶体
通过金属键形成的 晶体
作用力构成微粒 物 理 性 质 实 Nhomakorabea 熔沸点
金属键 金属阳离子和自 由电子 差别较大 差别较大 导体

最活泼的金属是---------- 铯
最稳定的金属是---------- 金
三、金属晶体的原子堆积模型
1、理论基础:
由于金属键没有方向性,每个金属原 子中的电子分布基本是球对称的,所以 可以把金属晶体看成是由直径相等的圆 球的三维空间堆积而成的。
堆积原理:
组成晶体的金属原子在没有其他因素 影响时,在空间的排列大都遵循紧密堆积 原理。这是因为金属键没有方向性,因此 都趋向于使金属原子吸引更多的其他原子 分布于周围,并以紧密堆积方式降低体系 的能量,使晶体变得比较稳定。
比较离子晶体、金属晶体导电的区别:
晶体类型 导电时的状态 导电粒子 离子晶体 金属晶体
水溶液或 熔融状态下
晶体状态
自由移动的离子 自由电子
2、金属晶体结构与金属导热性的关系
【讨论2】金属为什么易导热?
自由电子在运动时经常与金属离子碰撞,引 起两者能量的交换。当金属某部分受热时,那 个区域里的自由电子能量增加,运动速度加快, 通过碰撞,把能量传给金属离子。
金 属 晶 体
(第一课时)
金属样品
Ti
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。
金属为什么具有这些共同性质呢?
二、金属的结构
问题:构成金属的粒子有哪些? 电子气理论”(自由电子理论) 金属原子脱落来的价电 子形成遍布整个晶体的“电 子气”,被所有原子所共用, 从而把所有的原子维系在一 起。
密置层
配位数为6
4、金属晶体基本构型
(1).简单立方堆积:
非最紧密堆积,空间利用率低(52%)
配位数是 6
个.
只有金属(Po)采取这种堆积方式
(2)钾型
----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 多金属(如 Na、K、Fe等)采取这 8 种堆积方式。
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。
3、金属晶体结构与金属延展性的关系
【讨论3】金属为什么具有较好的延展性? 原子晶体受外力作用时,晶体中的各原子 层就会发生相对滑动,但不会改变原来的排 列方式,弥漫在金属原子间的电子气可以起 到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用,所以 在各原子层之间发生相对滑动之后,仍可保 持这种相互作用,因而即使在外力作用下, 发生形变也不断裂,因此,金属有良好的延 展性。
金属阳离子半径越小,所带 电荷数越多,金属键越强, 熔沸点越高,硬度越大。
练习
下列说法错误的是( AB ) A、钠的硬度大于铝 B、镁的熔沸点低于钙 C、钠的硬度大于钾 D、钙的熔沸点高于钾
练习
下列四中有关性质的描述,可能是金属晶体 的是( B ) A、有分子间作用力结合而成,熔点很低 B、固体或熔融态易导电,熔点较高 C、由共价键结合成网状晶体,熔点很高 D、固体不导电,熔融态能导电,但溶于水 后能导电
硬度
导电性
金刚石、二氧化硅、 晶体硅、碳化硅
Ar、S等
Au、Fe、Cu、 钢铁等
练习
1. 金属晶体的形成是因为晶体中存在( C ) 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
金属键
金属键的成键微粒:金属阳离子和自由电子。存 在于金属单质和合金中。 金属键的特征:自由电子可以在整块金属中自由 移动,因此金属键没有方向性和饱和性。
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。导电性随温度升高而降低。
练习
3.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?
资 料
金属之最
熔点最低的金属是-------- 汞 熔点最高的金属是-------- 钨 密度最小的金属是-------- 锂 密度最大的金属是-------- 锇 硬度最小的金属是-------- 铯 硬度最大的金属是-------- 铬 延性最好的金属是-------- 铂 展性最好的金属是--------
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