化学人教版（2023）选择性必修2 3.3.3.金属晶体的原子堆积模型（共27张ppt）

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金属晶体的原子堆积模型

选择性必修2第三章第三节金属晶体与离子晶体

动车绵延，万里河山展新颜；

国之重器，航母脚下天地宽。

金属晶体的原子堆积模型

a、金属晶体的微观原子看成直径相等的宏观圆球

1、金属晶体原子堆积模型的理论基础：

思考：在一个盒子里装有大小相同的金属圆球，怎样排列才能装得最多？在搬运时不易晃动？

b、球形金属原子尽可能地相互接近使空间得以充分利用形成稳定的紧密堆积结构。

2.金属晶体的原子在二维平面堆积模型

小组合作：

用所给的三组乒乓球推演在二维平面金属原子可能的堆积方式？

先看一维空间

金属原子排成一条直线

有几种堆积方式？

I型

II型

配位数为4

配位数为6

密置层堆积

非密置层堆积

1

2

3

4

1

2

3

4

5

6

2.金属晶体的原子在二维平面堆积模型

配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻(一般指相切)的微粒个数。

行列对齐

球对球

行列交错

球对空

配位数与空间利用率的关系？

3、金属晶体的原子在三维空间的堆积模型

三维立体空间的堆积应该以二维平面空间的堆积为基础

当二维空间为非密置层堆积，三维空间有几种堆积方式呢？

（1）非密置层在三维空间的堆积：

a、简单立方堆积：

为更好地观察堆积的晶胞，我们使金属原子不相切。

简单立方晶胞

3、金属晶体的原子在三维空间的堆积模型

晶胞的空间利用率：晶胞的空间被微粒占据的体积百分数，用它来表示紧密堆积的程度。

小组合作：

配位数，空间利用率（低或高）

6

晶胞边长（a）=____r

2

棱边上两原子（几何位置关系）；

相切

晶胞均摊所得的原子共____个

1

低

小组合作：计算简单立方晶胞空间利用率

空间利用率较低只有金属Po采用简单立方晶胞堆积！

b、体心立方堆积：

体心立方晶胞

小组合作：

（2）配位数空间利用率，；

（3）L体对角线=_____r=a，

体对角线上3原子，；

相切

8

4

（1）晶胞均摊所得的原子共____个

2

较高

小组合作：计算体心立方晶胞空间利用率

体心立方晶胞堆积空间利用率相对较大，很多金属如Na、K、Fe等都采用此法堆积。体心立方晶胞又称为钾型晶胞。

1

2

3

4

5

6

最紧密的堆积方式是将第二层球对准第一层球的1，3，5空隙位(或对准2，4，6空隙位，其情形是一样的)

1

2

3

4

5

6

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。

（2）密置层在三维空间的堆积：

a、六方最密堆积

1

2

3

4

5

6

A

B

A

B

A

小组合作

配位数:空间用率，；

12

晶胞均摊所得的原子共____个

2

高

六方最密晶胞空间利用率很高，已达最大值。Ti、Mg、Zn等

很多金属都采取此法堆积。六方最密晶胞也被称作镁型晶胞。

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

A

B

C

A

A

B

C

1

2

3

4

5

6

B

C

A

b、面心立方最密堆积

小组合作，自主学习

(3)配位数空间用率，；

(4)L面对角线=____r=a，

(2)面对角线上3原子，；

相切

12

4

(1)晶胞均摊所得的原子共____个

4

高

小组合作：计算面心立方晶胞空间利用率

六方最密晶胞的空间利用率？

面心立方晶胞空间利用率很高与六方最密晶胞空间利用率相等，Cu、Ag、Au等很多金属都采取此法堆积。也被称作铜型晶胞。

简单立方

钾型

（体心立方密堆积）

镁型

（六方最密堆积）

铜型

（面心立方最密堆积）

小结：

金属晶体的四种晶胞

钋

型

口诀

金属堆积有四晶，非密简单和体心；

面心立方ABC，八角六面CuAgAu；

六方最密为AB，十二配位紧相邻。

周期系（主表）中的金属采取的堆积方式的总况

金属堆积主要方式有哪些？

同种金属的堆积方式只能有一种吗？

这是由于它们受热后会改变堆积方式的缘故。

非密置层

简单立方堆积

体心立方堆积

密置层

六方最密堆积

面心立方堆积

三种最常见堆积方式

一、理论基础

二、二维空间的堆积模型

1、非密置层堆积2、密置层堆积

三、三维空间的堆积模型

4、反思总结、畅谈收获

1.金属晶体中金属原子的堆积基本方式有（）

A.1B.2C.3D.4

D

2．金属晶体的堆积方式、空间利用率和配位数关系正确的是()A．钋Po——简单立方堆积——52%——8B．钠Na——体心立方堆积——74%——12C．锌Zn——六方最密堆积——68%——8D．银Ag——面心立方最密堆积——74%——12

D

练习

3、下列关于金属晶体的堆积模型说法正确的是()

A．金属晶体中的原子在二维空间有三种堆积方式。

B．金属晶体中非密置层在三维空间可形成两种堆积方式，其配位数都是6。

C．六方最密堆积和面心立方最密堆积是密置层在三维空间形成的两种堆积方式。

D．金属晶体中的原子在三维空间的堆积有多种方式，其空间利用率相同。

C

4.关于下列四种金属堆积模型的说法正确的是()

A.图1和图4为非密置层堆积,图2和图3为密置层堆积B.图1~图4分别是简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积、体心立方堆积C.图1~图4每个晶胞所含有原子数分别为1、2、2、4D