金属晶体的原子堆积模型.ppt

晶体结构,几种典型的晶体结构,编写：宁夏固原二中 黄占军 20150324,高二化学（选修3）第三章,第四节 金属晶体,Ti,金属晶体 第二课时,金属晶体的原子堆积模型,编写：宁夏固原二中 黄占军 2015.3.24,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,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,（2）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,I型,II型,行列相错三球一空最紧密排列,（b）密置层,行列对齐四球一空 非最紧密排列,第二课时二：金属晶体的原子堆积模型,金属原子在平面上有几种排列方式？,（a）非密置层 （b）密置层,两种排列方式的配位数分别是多少？哪种排列方式使一定体积内含有的原子数目最多？,思考：金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？ 思考探究： 若将许多乒乓球在三维空间堆积起来，有几种不同的堆积方式？比较不同方式堆积时金属晶体的配位数、原子的空间利用率、晶胞的区别。,4,6,1、简单立方堆积（Po）,金属晶体的原子空间堆积模型1,晶胞的形状是什么？含几个原子？空间利用率有多高？,（a）：非密置型（钋型、钾型）,52,(3)金属晶体的原子在三维空间四种堆积模型,(3)金属晶体的原子在三维空间四种堆积模型,简单立方堆积（Po）,形成简单立方晶胞，配位数为6；空间利用率较低52 金属钋（Po）采取这种堆积方式。,配位数：原子周围与其最近等距离的同种原子的个数。 例如：简单立方 配位数=6,简单立方堆积（Po）,简单立方堆积,这是非密置层另一种堆积方式，将上层金属填入下层金属原子形成的凹穴中,得到的是体心立方堆积。,（碱金属）Cr、Mo、W等属于体心立方堆积。,体心立方堆积钾型,金属晶体的原子空间堆积模型2,体心立方堆积钾型,金属晶体的原子空间堆积模型2,这是非密置层另一种堆积方式，将上层金属填入下层金属原子形成的凹穴中,得到的是体心立方堆积。配位数=8空间利用率较低68,体心立方堆积 (K),b2=a2+a2 c2=a2+b2 c2=a2+(a2+a2 ) =3a2,配位数：8,金属晶体的原子空间堆积模型 1、2,（a）：非密置型（钋型、钾型）,简单立方堆积（Po）,行列相错三球一空最紧密排列体心立方，配位数=8，空间利用率：68,行列对齐四球一空 非最紧密排列，简单立方，配位数=6，空间利用率：52,体心立方堆积（K）,金属晶体的原子空间堆积模型3、4,(b)：密置型（镁型、铜型）,第三课时,第一层 ：,镁型,铜型,、镁型和铜型,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。(或对准 2，4，6 位，其情形是一样的 ),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。,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%,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,A,B,A,B,A,六方最密堆积镁型,密排六方配位数为12,3.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。,金属晶体的原子空间堆积模型4,六方最密堆积铜型,此种立方紧密堆积的前视图,A,第四层再排 A，于是形成 ABC ABC 三层一个周期。 得到面心立方堆积。,配位数 12 。 ( 同层 6， 上下层各 3 ),面心立方配位数为12,面心立方:铜型,金属晶体的原子空间堆积模型4,面心立方最密堆积的空间占有率,=74%,镁型,铜型,金属晶体的两种最密堆积方式,A,Mg型,Cu型,配位数均为12,六方最密堆积,六方最密堆积,A,1下列有关金属元素特征的叙述中正确的是 A金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性 B金属元素在化合物中一定显正价 C金属元素在不同化合物中的化合价均不同 D金属单质的熔点总是高于分子晶体,能力训练,B,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。,74%,面心立方最密堆积的空间占有率,=74%,3. 已知金属铜为面心立方晶体，如图所示，铜的相对原子质量为63.54，密度为8.936g/cm3，试求 （1）图中正方形边长 a， （2）铜的金属半径 r,a,a,r,r,o,r,r,提示： 数出面心立方中的铜的个数：,【小结】晶体的类型和性质,离子键,范德华力,共价键,略硬而脆,较小,很大,较高,低,很高,溶于水或熔融态下均导电,熔融态不导电,不导电,NaOH、NaCl、Na2O等,HCl、Cl2、CO2、He、P4、S等,金刚石、SiC、SiO2、Si等,金属离子自由电子,金属键,较硬,差别较大,良好,Na、Al Fe、Cu,教学延伸： 晶体熔点比较：,4、金属晶体:离子半径小，熔点高，如，NaKNa-K。,3、原子晶体：结构相似，成键原子半径决定熔点,半径小，则熔点高，如金刚石碳化硅晶体硅；,2、分子晶体：结构相似，相对分子质量决定熔点，相对分子质量大，熔点高，如HIHB