金属晶体原子堆积模型

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。
12
6
3
54
12
6
3
54
12
6
3
54
立方体边长=a'； 立方体对角线＝ 四面体边长=
a'； a'；
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？
一种是将球对准 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
一种是将球对准 第一层的球。
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。
2）.立方面心结构 立方面心结构的配位数＝12（即每个圆球有12个
最近的邻居，同一层有六个，上一层三个，下一层 三个）。立方密堆积中可以取出一个立方面心的单 位来，每个单位中有四个圆球，球心的位置是000； 0 1/2 1/2；1/2 0 1/2；1/2 1/2 0。
等径圆球的最紧密堆积方式，在维持每个球的周 围的情况等同的条件下，就只有上述两种，它们的 空间利用率最高（74．05％）。
设圆半径为R，晶胞棱长为a，晶胞面对
角线长
则
晶胞体
积
立方面心晶胞中含4个圆球，每个球体积
为:
立方最密堆积虽晶胞大小不同，每个晶胞中 含球数不同。但计算得到空间占有率相同。
而体心立方堆积（bcp）则空间占有率低一些。 体对角线长为 晶胞体积 体心立方晶胞含2个球
2、某些金属晶体(Cu、Ag、Au)的原子按面 心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可 以划出一块正立方体的结构单元，金属原子 处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，试 计算这类金属晶体中原子的空间利用率。
（2）体心立方堆积
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
配位数： 8 晶胞含金属原子数: 2
金属晶体的堆积方式──钾型
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
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？
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％。
一、金属原子在二维平面里放置
金属晶体原子平面排列方式有几种？
探究
2 1 A3
4
配位数为4 非密置层
2
1
3
A
6
4
5Hale Waihona Puke Baidu
配位数为6 密置层
二、金属原子在三维空间里堆积
1、非密置层层层堆积方式有两种： （1）简单立方堆积
相邻层原子在同一直线上的堆积
简单立方堆积
配位数：6 晶胞含金属原子数 1
例： （Po）
第四层再排 A，于
是形成 ABC ABC 三
A
层一个周期。
C
B
12
6
3
54
配位数： 12( 同层 6， 上下层各 3 )
A C B A
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
型
型代表
用率
配位数
晶胞
简单
立方