晶体结构的堆积模型(课堂PPT)
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晶体结构的堆积模型(课堂PPT)
由于阴阳离子的半径不相同，故离子晶体 可以视为不等径圆球的密堆积，即：将不同半 径的圆球的堆积看成是大球先按一定方式做等 径圆球的密堆积，小球再填充在大球所形成的 空隙中。
25
3. 分子晶体的堆积方式－ 紧密堆积方式
由于范德华力没有 方向性和饱和性，因 此分子间尽可能采取 紧密排列方式，但分 子的排列方式与分子 的形状有关。如：作 为直线型分子的CO2 在空间是以A1型密堆 积方式形成晶体的。
A
A
B
B
8
密置双层
俯视图
2
1
3
6
4
5
2
1
3
6
4
5
AB
▪ 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。
9
（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
A
2
1
3
B
6
4
A
5
B
A 10
（1） … ABAB…堆积方式
—— 六方最密堆积 （ A3型 ） 镁型 （Be Mg ⅢB ⅣB ⅦB ）
11
（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
2 13 64
5
2 13 64
5
B
2 13
A
64C
5
B
12A
（2） … ABCABC…堆积方式 面心立方最密堆积（A1型）
25
3. 分子晶体的堆积方式－ 紧密堆积方式
由于范德华力没有 方向性和饱和性，因 此分子间尽可能采取 紧密排列方式，但分 子的排列方式与分子 的形状有关。如：作 为直线型分子的CO2 在空间是以A1型密堆 积方式形成晶体的。
A
A
B
B
8
密置双层
俯视图
2
1
3
6
4
5
2
1
3
6
4
5
AB
▪ 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。
9
（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
A
2
1
3
B
6
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A
5
B
A 10
（1） … ABAB…堆积方式
—— 六方最密堆积 （ A3型 ） 镁型 （Be Mg ⅢB ⅣB ⅦB ）
11
（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
2 13 64
5
2 13 64
5
B
2 13
A
64C
5
B
12A
（2） … ABCABC…堆积方式 面心立方最密堆积（A1型）
高中化学_堆积魔法——晶体结构的堆积模型教学课件设计34页PPT
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
ห้องสมุดไป่ตู้
高中化学_堆积魔法——晶体结构的 堆积模型教学课件设计
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
晶体的堆积方式(课堂PPT)
球体最紧密堆积球体最紧密堆积球体最紧密堆积球体最紧密堆积等大球体还有其它堆积方式但不是最紧密堆积如体心立等大球体还有其它堆积方式但不是最紧密堆积如体心立方堆积简单立方堆积简单六方堆积体心四方堆积四方堆积简单立方堆积简单六方堆积体心四方堆积四面体堆积等
第五章 晶体的堆积方式
• 原子和离子都占有一定的空间，在某种程度上近似可将其视 为具有一定大小的球体。
四面体和八面体公用顶点、棱、面的情况
20
两个规则的MX4和两个规则的MX6连接时M-M间距离
21
Pauling 规则
第四规则
结构中存在多种正离子，高价和低配位数的正离子配位多 面体倾向于不公用几何元素。
CaO12
TiO6
22
Pauling 规则
第五规则 结构中实质上不同的原子种类数尽可能少。即相同的原子 尽可能处于相同的环境。 以石榴石为例，Ca3Al2Si3O12
• 原子或离子之间的相互结合，从几何的角度，在形式上可视 为球体间的堆积。
• 晶体具有最小的内能性，原子和离子相互结合时，相互间的 引力和斥力处于平衡状态，这就相当于球体间作紧密堆积。
球体紧密堆积原理
球体最紧密堆积的基本类型 ① 单一质点的等大球体最紧密堆积，如纯金属晶体。 ② 几种质点的不等大球体的紧密堆积，如离子晶体。
18
静电价计算
对于理想的CaTiO3结构 Ca2+与12个O2-配位，SCa= 2/12 = 1/6 Ti4+与6个O2-配位，STi= 4/6 = 2/3 O2-周围有4个Ca2+和2个Ti4+ ，ZO= 4 SCa + 2 STi= 2
19
Pauling 规则
第三规则（多面体连接规则） 在一个配位结构中，配位多面体公用棱，特别是公用面， 会使结构的稳定性降低；正离子的价数越高、配位数越小， 这一效应越显著；在正负离子半径比达到配位多面体的最 低极限，这一效应更为显著。
第五章 晶体的堆积方式
• 原子和离子都占有一定的空间，在某种程度上近似可将其视 为具有一定大小的球体。
四面体和八面体公用顶点、棱、面的情况
20
两个规则的MX4和两个规则的MX6连接时M-M间距离
21
Pauling 规则
第四规则
结构中存在多种正离子，高价和低配位数的正离子配位多 面体倾向于不公用几何元素。
CaO12
TiO6
22
Pauling 规则
第五规则 结构中实质上不同的原子种类数尽可能少。即相同的原子 尽可能处于相同的环境。 以石榴石为例，Ca3Al2Si3O12
• 原子或离子之间的相互结合，从几何的角度，在形式上可视 为球体间的堆积。
• 晶体具有最小的内能性，原子和离子相互结合时，相互间的 引力和斥力处于平衡状态，这就相当于球体间作紧密堆积。
球体紧密堆积原理
球体最紧密堆积的基本类型 ① 单一质点的等大球体最紧密堆积，如纯金属晶体。 ② 几种质点的不等大球体的紧密堆积，如离子晶体。
18
静电价计算
对于理想的CaTiO3结构 Ca2+与12个O2-配位，SCa= 2/12 = 1/6 Ti4+与6个O2-配位，STi= 4/6 = 2/3 O2-周围有4个Ca2+和2个Ti4+ ，ZO= 4 SCa + 2 STi= 2
19
Pauling 规则
第三规则（多面体连接规则） 在一个配位结构中，配位多面体公用棱，特别是公用面， 会使结构的稳定性降低；正离子的价数越高、配位数越小， 这一效应越显著；在正负离子半径比达到配位多面体的最 低极限，这一效应更为显著。
《六方最密堆积》课件
六方最密堆积还可以应用于高分子材料中，通过控制高分子的排列和结晶度，可 以提高高分子材料的机械性能和热稳定性，使其在各种环境下具有更好的使用性 能。
纳米技术
纳米技术是一种新兴的技术领域，它 涉及到纳米尺度上的材料、器件和系 统等，六方最密堆积在纳米技术中也 有着重要的应用。例如，在制造纳米 材料和纳米器件时，六方最密堆积可 以提高材料的结晶度和纯度，从而获 得更好的性能和稳定性。
稳定性
六方最密堆积的稳定性高于简单 立方堆积，因为它能更好地抵抗
外界压力和温度变化。
应用领域
简单立方堆积在某些塑料和合金 中有所应用，而六方最密堆积在 需要高强度和稳定性的材料中更
为常见。
与体心立方堆积的比较
原子排列
体心立方堆积的原子排列 较为紧密，但层间排列不 如六方最密堆积紧凑。
稳定性
六方最密堆积的稳定性略 高于体心立方堆积，因为 它具有更好的对称性和适 应性。
边形填充周围空间。
模型特点
该模型具有高度的对称性和规则性 ，展现出优美的几何形态。
模型应用
六方最密堆积的几何模型在材料科 学、晶体结构等领域有广泛应用。
空间填充方式
01
02
03
空间填充原理
六方最密堆积的空间填充 方式基于几何学原理，通 过合理排列大、小六边形 ，实现空间的高效利用。
填充规则
大六边形占据中心位置， 小六边形围绕大六边形紧 密排列，形成有序的结构 。
03
与其他堆积方式相比，六方最密堆积的空间利用率更高，这使
得它在材料科学等领域具有重要的应用价值。
03
六方最密堆积的应用
晶体结构
晶体结构是物质的基本排列方式，六方最密堆积在晶体结构 中有着广泛的应用。例如，在金属材料中，六方最密堆积是 一种常见的晶体结构，它可以提高材料的硬度和强度，从而 提高金属制品的耐磨性和耐腐蚀性。
纳米技术
纳米技术是一种新兴的技术领域，它 涉及到纳米尺度上的材料、器件和系 统等，六方最密堆积在纳米技术中也 有着重要的应用。例如，在制造纳米 材料和纳米器件时，六方最密堆积可 以提高材料的结晶度和纯度，从而获 得更好的性能和稳定性。
稳定性
六方最密堆积的稳定性高于简单 立方堆积，因为它能更好地抵抗
外界压力和温度变化。
应用领域
简单立方堆积在某些塑料和合金 中有所应用，而六方最密堆积在 需要高强度和稳定性的材料中更
为常见。
与体心立方堆积的比较
原子排列
体心立方堆积的原子排列 较为紧密，但层间排列不 如六方最密堆积紧凑。
稳定性
六方最密堆积的稳定性略 高于体心立方堆积，因为 它具有更好的对称性和适 应性。
边形填充周围空间。
模型特点
该模型具有高度的对称性和规则性 ，展现出优美的几何形态。
模型应用
六方最密堆积的几何模型在材料科 学、晶体结构等领域有广泛应用。
空间填充方式
01
02
03
空间填充原理
六方最密堆积的空间填充 方式基于几何学原理，通 过合理排列大、小六边形 ，实现空间的高效利用。
填充规则
大六边形占据中心位置， 小六边形围绕大六边形紧 密排列，形成有序的结构 。
03
与其他堆积方式相比，六方最密堆积的空间利用率更高，这使
得它在材料科学等领域具有重要的应用价值。
03
六方最密堆积的应用
晶体结构
晶体结构是物质的基本排列方式，六方最密堆积在晶体结构 中有着广泛的应用。例如，在金属材料中，六方最密堆积是 一种常见的晶体结构，它可以提高材料的硬度和强度，从而 提高金属制品的耐磨性和耐腐蚀性。
高二化学物质结构 金属晶体的堆积方式(共31张PPT)
简单立方堆积
②体心立方堆积—钾型（碱金属）
体 心 立 方 堆 积
配位数：8
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。 (
4，6 位，其情形是一样的 )
1 6 5 4 2 3 6 5 4
或对准 2，
1
2
3
A
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。
，Leabharlann B第一种是将球对准第一层的球。
下图是此种六方 紧密堆积的前视图
1 6 5
2
3 4
A
B
A
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。 配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )，空间利用率为74%
B A
3、镁型
第三层的另一种排列 方式，是将球对准第一层 1 6 5 4
金属晶体的原子在二维平面堆积模型 金属晶体中的原子可看成直径相等的 小球。将等径圆球在一平面上排列，有两 种排布方式，按（b）图方式排列，圆球 周围剩余空隙最小，称为密置层；按（a） 图方式排列，剩余的空隙较大，称为非密 置层。
（a）非密置层
（b）密置层
金属晶体的原子在三维空间堆积模型 ①简单立方堆积（Po）
C
B A
镁型
铜型
金属晶体的两种最密堆积方式
堆积模 型
简单立 方 钾型 (bcp) 镁型 (hcp) 铜型 (ccp)
采纳这种堆积的 空间利用率 典型代表 52% Po (钋)
K、Na、Fe Mg、Zn、Ti Cu, Ag, Au 68% 74% 74%
配位数
6 8 12 12
晶胞
高中化学鲁科版 选修三 3.2 第2课时金属晶体的原子堆积模型(共21张PPT)
C）
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A.属金能属导晶电体的中原金因属是阳（离子B）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
空间利用率
= 晶胞含有原子的总体积 / 晶胞体积 100%
解：体心立方晶胞：中心有1个原子， 8个顶点各1个原子，每个 原子被8个 晶胞共享。每个晶胞含有几个原子:1 + 8 × 1/8 = 2
学.科.网
设原子半径为r 、晶胞边长为a ，根据勾股定理，
得：2a 2 + a 2 = (4r) 2
12
6
3
54
12
6
3
54
12
6
3
54
第三层的一种排列方式，是将球对准第一 层每一个球，于是每两层形成一个周期， 即 AB AB 堆积方式。
六方最密堆积
下图是镁型紧密堆积的前视图
A
12
6
3
B
54
A
B A
7 1 9
6
5
8 2
3 4
10
11
12
这种堆积晶胞空间利用率高（74%），属于最 密置层堆积，配位数为 ，12许多金属（如Mg、 Zn、Ti等）采取这种堆积方式。
金属晶体---金属晶体的原子堆积模型
（第二课时）
复习回顾：
❖ 1.何谓金属键？成键微粒是什么？有何特 征？
❖ 2.哪些因素会影响金属键的强弱？
❖ 3.如何用金属键解释金属的导热性、导电 性？
金属晶体结构密堆积的几种常见形式ppt课件
12
Ⅲ.六方密堆积
镁、锌、钛等属于六方堆积
第一种： 将第三层球对准第一层的球
A
1
2
B
6
3
54
A
B
于是每两层形成一个周期，即 AB AB 堆
A
积方式，形成六方紧密堆积。
配位数 12 ( 同层 6，上下层各 3 )
上图是此种六方 紧密堆积的前视图
13
金属晶体的原子空间堆积模型3 • 六方密堆积（镁型）
9
(2).非密置层的堆积方式 b、体心立方堆积
②体心立方堆积
将上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，并使非密置层的原子稍稍分离。 这种堆积方式所得的晶胞是一个含有两个原子的立方体，一个原子在立方体的 ________，另一个原子在立方体的__________，其空间的利用率比简单立方堆积 _______，碱金属和Fe属于这种堆积方式。
中心 高
顶角
68%
10
(1).密置层在三维空间堆积 b、六方最密堆积
第一层 ：
11
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 )
，
1 6
5
2 3
4
1 6
5
2 3
4
A
B
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。
14
当由 格密若 子置把 为层每 平抽个 面出球 六一作 方个为 格平一 子面个 。六结
方构 点基 阵元 ，， 正可
图2：等径圆球的密置层
4
金属晶体的原子堆积模型 1．二维空间模型 (1)非密置层 配位数为___，如图所示：
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
金属晶体的原子堆积模型.ppt
金属晶体的原子堆积模型.ppt金属晶体的原子堆积模型金属晶体原子平面排列方式有几种？非密置层探究A143213642A5密置层配位数为4配位数为6金属晶体的堆积方式──简单立方堆积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简单立方堆积配位数：晶胞含金属原子数16例：（Po）体心立方堆积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配位数：28晶胞含金属原子数:金属晶体的堆积方式──钾型123456思考：第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式有几种？123456AB，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？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。
123456一种是将球对准第一层的球。
123456123456另一种排列方式，是将球对准第一层的2，4，6位下图是此种六方紧密堆积的前视图ABABA一种是将球对准第一层的球。
123456于是每两层形成一个周期，即ABAB堆积方式，形成六方紧密堆积。
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。
123456123456123456123456此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC第四层再排A，于是形成ABCABC三层一个周期。
配位数：12(同层6，上下层各3)面心立方BCA晶胞含金属原子数:4金属晶体的堆积方式──铜型堆积模型采纳这种堆积的典型代表配位数晶胞镁型MgZnTi12简单立方Po6钾型NaKFe8铜型CuAgAu12总结思考：4中模型单位体积容纳原子数大小关系？52%68%74%74%空间利用率1.空间占有率等径球两种最密堆积具有相同的堆积密度，晶胞中圆球体积与晶胞体积之比称空间占有率，六方最密堆积（hcp）与立方最密堆积（ccp）空间占有率均为74.05％。
金属晶体中原子堆积方式ppt课件
面对角线 = 4r
15
四、晶体中有关计算
1.晶胞中微粒数的计算
(1)简单立方：在立方体顶点的微 粒为8个晶胞共享，
微粒数为：8×1/8 = 1
空间利用率：
4лr3/3 (2r)3
= 52.36%
16
（2）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
物质结构与性质
金属晶体的堆积方式
1
一、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。
二、金属堆积方式
（一）一维堆积
2
（二）二维堆积
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
（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 17
（4）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
空间利用率：
3
（三）三维堆积
非密置层
密置层
4
三、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
边长 = 2r
5
（2）体心立方堆积（A2）：
例：金属钾 K 的体 心立方堆积
体对角线 = 4r 边长=4 3r/3
6
(3)六方紧密堆积（A3）
15
四、晶体中有关计算
1.晶胞中微粒数的计算
(1)简单立方：在立方体顶点的微 粒为8个晶胞共享，
微粒数为：8×1/8 = 1
空间利用率：
4лr3/3 (2r)3
= 52.36%
16
（2）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
物质结构与性质
金属晶体的堆积方式
1
一、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。
二、金属堆积方式
（一）一维堆积
2
（二）二维堆积
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
（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 17
（4）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
空间利用率：
3
（三）三维堆积
非密置层
密置层
4
三、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
边长 = 2r
5
（2）体心立方堆积（A2）：
例：金属钾 K 的体 心立方堆积
体对角线 = 4r 边长=4 3r/3
6
(3)六方紧密堆积（A3）
高中化学鲁科版 选修三 3.1 第2课时晶体结构的堆积模型 (1)(共19张PPT)
非密置层
密置层
探究1 金属原子在二维平面的堆积方式 观察下图所示的两种堆积方式，思考：
非密置层
密置层
(1)每几个球之间形成一个空隙？
(2)每个球的配位数为？
(3)空隙大小？
生活体验：水果的堆叠
思考与交流2
1.有两层单层均为非密置层的小球，在三维 空间有几种堆叠方式？
方式Ⅰ“心对心”
方式Ⅱ“心对空”
银
铂
金
知识储备
金属键无方向性和饱和性，自由电子的胶合作 用使球形的金属原子作紧密堆积，提高原子配位数 及空间利用率，形成能量最低的稳定体系。
思考与交流1
2 组等径圆球，每组3个，并排放置在同一平 面上，两组球间尽可能多地紧密接触，有多少种 排列方式？请在纸上画出。
在二维平面内有且仅有两种排列方式：
原子半径与晶胞边长a的关? 配位数？空间利用率？
三维密置层ABCABC…堆积方式
2 13 64
5
2 13 64
5
A C B A
C B A
每层都“心对空” 每三层为周期
面心立方晶胞的位置分析
12
6
3
54
(4)面心立方最密堆积
独立探究：配位数？ 原子半径与晶胞边长a的关系? 空间占有率?
能力提升
金属晶体堆积模型
非密置层
密置层
简单立方 体心立方
六方最密 面心立方
学以致用
有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，
有关说法正确的是( B )
A.①为简单立方堆积，②为镁型，③为钾型，④为铜型 B.每个晶胞含有的原子数分别为：①1个②2个③2个④4个 C.晶胞中原子的配位数分别为：①6，②8，③8，④12 D.空间利用率的大小关系为：①<②<③<④
化学：3.3.2金属晶体原子堆积模型PPT课件(新人教版选修3)
配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 ) ，空 间利用率为74%
12
6
3
54
下图是此种六方 紧密堆积的前视图
A
B A B A
3.六方最密堆积--镁型
第二种是将第三层球对准 第一层的 2，4，6 位，不 同于 AB 两层的位置，这是 C 层。
12 63
54
12
6
3
54
12
6
3
54
第四层再排 A，
A
于是形成 ABC ABC
三层一个周期。 得
C
到面心立方堆积。
B
12
A
6
3
C
54
B
A
配位数 12 。 ( 同层 6， 上下层各 3 ) 此种立方紧密堆积的前视图
④面心立方最密堆积:铜型
C B A
镁型
铜型
金属晶体的两种最密堆积方式
堆积 采纳这种堆 模型 积的典型代
表
简单 Po (钋) 立方
钾型 K、Na、Fe (bcp)
镁型 Mg、Zn、Ti (hcp)
空间 利用
率 52%
68%
74%
配位数
6 8 12
铜型 Cu, Ag, Au 74% 12 (ccp)
晶胞
小结：三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
原子晶体
分子晶体
金属晶体
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
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14
A1和A3这两种堆积都是最紧密堆 积，空间利用率为74.05%。
15
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？
16
三维空间里非密置层的 金属原子的堆积方式
A
A
B
B
8
密置双层
俯视图
2
1
3
6
4
5
2
1
3
6
4
5
AB
▪ 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。
9
（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。
26
4. 原子晶体堆积方式－不服从紧密堆积方式
原因：共价键具有饱 和性和方向性，因此 就决定了一个原子周 围的其他原子的数目 不仅是有限的，而且 堆积方向是一定的， 所以不是密堆积。
27
6
二维平面上金属原子紧密排列的两种方式
一种常见的非密置层 密置层
2
1
3
4
23
1
4
65
配位数为4
配位数为6
7
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
（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
17
（3）简单立方堆积
非密置层唯
一 金 属---
Po
简
单
立
方
晶
胞
18
空间利用率只有52%，太低 ！
19
▪ 配位数： 6 同层4，上下层各1
2
1
3
4
6
2
1
3
4
5
20
（4）体心立方堆积
钾型
A2型 非密置（层IA VB VIB）
前视图
A
2
1
3
B
6
4
A
5
B
A 10
（1） … ABAB…堆积方式
—— 六方最密堆积 （ A3型 ） 镁型 （Be Mg ⅢB ⅣB ⅦB ）
11
（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
2 13 64
3
1.金属晶体的密堆积结构
-----等径圆球的密堆积
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。
4
等径圆球的排列在一列上进行紧密堆积的方式只 有一种,即 所有的圆球都在一条直线上排列 ;
5
▪ 将等径圆球放置在二维平面上，使球面紧 密接触，有哪些排列方式？
第3章 物质的聚集状态与物质性质
第1节 认识晶体（2）Байду номын сангаас
1
联想·质疑
•晶体具有的规则几何外形源于组成晶体 的微粒按一定规律周期性地重复排列。 那么晶体中的微粒是如何排列的？ 如何认识晶体内部微粒排列的规律性？
2
二、晶体结构的堆积模型
晶体为什么大都服从紧密堆积？
金属晶体、离子晶体、分子晶体的结构中， 金属键、离子键、范德华力均没有方向性， 都趋向于使原子、离子或分子吸引尽可能 多的微粒分布于周围，并以密堆积的方式 降低体系的能量，使晶体变得比较稳定
由于阴阳离子的半径不相同，故离子晶体 可以视为不等径圆球的密堆积，即：将不同半 径的圆球的堆积看成是大球先按一定方式做等 径圆球的密堆积，小球再填充在大球所形成的 空隙中。
25
3. 分子晶体的堆积方式－ 紧密堆积方式
由于范德华力没有 方向性和饱和性，因 此分子间尽可能采取 紧密排列方式，但分 子的排列方式与分子 的形状有关。如：作 为直线型分子的CO2 在空间是以A1型密堆 积方式形成晶体的。
5
2 13 64
5
B
2 13
A
64C
5
B
12A
（2） … ABCABC…堆积方式 面心立方最密堆积（A1型）
铜型
（ⅠB Pb Pd Pt ） A B C 13
配位数:在密堆积中，一个原子或离子周围所 邻接的原子或离子数目。
A3型最密堆积
配位数 12 ( 同层 6，上下层各 3 )
A1型最密堆积
配位数 12 ( 同层 6，上下层各 3 )
体
心
立
方
晶
胞
21
▪ 配位数： 8 上下层各4
56 87 12 43
22
A2是一种空间利用率稍低的堆积 方式空间利用率为 68.02% 。
23
金属的 堆积方式
六方紧密堆积-----A3型 面心立方紧密堆积-----A1型 立方体心堆积------A2型
24
2. 离子晶体的密堆积结构——非等径圆球的密堆积
A1和A3这两种堆积都是最紧密堆 积，空间利用率为74.05%。
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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？
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三维空间里非密置层的 金属原子的堆积方式
A
A
B
B
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密置双层
俯视图
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6
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AB
▪ 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。
9
（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。
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4. 原子晶体堆积方式－不服从紧密堆积方式
原因：共价键具有饱 和性和方向性，因此 就决定了一个原子周 围的其他原子的数目 不仅是有限的，而且 堆积方向是一定的， 所以不是密堆积。
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二维平面上金属原子紧密排列的两种方式
一种常见的非密置层 密置层
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配位数为4
配位数为6
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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
（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
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（3）简单立方堆积
非密置层唯
一 金 属---
Po
简
单
立
方
晶
胞
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空间利用率只有52%，太低 ！
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▪ 配位数： 6 同层4，上下层各1
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（4）体心立方堆积
钾型
A2型 非密置（层IA VB VIB）
前视图
A
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B
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A 10
（1） … ABAB…堆积方式
—— 六方最密堆积 （ A3型 ） 镁型 （Be Mg ⅢB ⅣB ⅦB ）
11
（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
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1.金属晶体的密堆积结构
-----等径圆球的密堆积
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。
4
等径圆球的排列在一列上进行紧密堆积的方式只 有一种,即 所有的圆球都在一条直线上排列 ;
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▪ 将等径圆球放置在二维平面上，使球面紧 密接触，有哪些排列方式？
第3章 物质的聚集状态与物质性质
第1节 认识晶体（2）Байду номын сангаас
1
联想·质疑
•晶体具有的规则几何外形源于组成晶体 的微粒按一定规律周期性地重复排列。 那么晶体中的微粒是如何排列的？ 如何认识晶体内部微粒排列的规律性？
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二、晶体结构的堆积模型
晶体为什么大都服从紧密堆积？
金属晶体、离子晶体、分子晶体的结构中， 金属键、离子键、范德华力均没有方向性， 都趋向于使原子、离子或分子吸引尽可能 多的微粒分布于周围，并以密堆积的方式 降低体系的能量，使晶体变得比较稳定
由于阴阳离子的半径不相同，故离子晶体 可以视为不等径圆球的密堆积，即：将不同半 径的圆球的堆积看成是大球先按一定方式做等 径圆球的密堆积，小球再填充在大球所形成的 空隙中。
25
3. 分子晶体的堆积方式－ 紧密堆积方式
由于范德华力没有 方向性和饱和性，因 此分子间尽可能采取 紧密排列方式，但分 子的排列方式与分子 的形状有关。如：作 为直线型分子的CO2 在空间是以A1型密堆 积方式形成晶体的。
5
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B
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A
64C
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B
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（2） … ABCABC…堆积方式 面心立方最密堆积（A1型）
铜型
（ⅠB Pb Pd Pt ） A B C 13
配位数:在密堆积中，一个原子或离子周围所 邻接的原子或离子数目。
A3型最密堆积
配位数 12 ( 同层 6，上下层各 3 )
A1型最密堆积
配位数 12 ( 同层 6，上下层各 3 )
体
心
立
方
晶
胞
21
▪ 配位数： 8 上下层各4
56 87 12 43
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A2是一种空间利用率稍低的堆积 方式空间利用率为 68.02% 。
23
金属的 堆积方式
六方紧密堆积-----A3型 面心立方紧密堆积-----A1型 立方体心堆积------A2型
24
2. 离子晶体的密堆积结构——非等径圆球的密堆积