3.3.2金属晶体(第二课时).ppt

1、金属晶体,第二课时,1. 金属晶体的原子排列方式(二维空间),将若干个小球放置在平面内紧密接触，看有几种排列方式？,非密置层,密置层,【思考】二者中，原子的配位数分别是多少？,配位数：4,配位数：6,二、金属晶体的原子堆积模型,配位数：指任意一个原子周围与之相接触的原子的数目。,2. 金属晶体的原子三维堆积方式,(1)简单立方堆积,配位数：6,【思考】该堆积方式中金属原子的配位数是多少？ 空间利用率呢？,简单立方堆积的空间利用率计算,简单立方堆积的晶胞特点,1、晶胞中含有1个原子,2、棱上的2个原子紧密相连,简单立方堆积空间利用率的计算,设球的半径为r，则晶胞的边长为2r,2r,1个晶胞中平均

2、含有1个原子,V球=,V晶胞=（2r）3=8r3,空间利用率=,=52%,2. 金属晶体的原子三维堆积方式,(1)简单立方堆积,配位数：6,空间利用率： 52% 太低！,(2)体心立方堆积,【思考】该堆积方式中金属原子的配位数是多少？ 空间利用率呢？,配位数：8,体心立方堆积的空间利用率计算,体心立方堆积的晶胞特点,1、晶胞中含有2个原子,2、体对角线的3个原子紧密相连,体心立方堆积的空间利用率计算：,a,b,空间利用率,a,= 68%,a,(2)体心立方堆积,配位数：8,空间利用率： 68%,-钠、钾、铁等,密置层的两种堆积方式：,配位数均为12,对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准 1，

3、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。,密置层的两种堆积方式：,(3)六方最密堆积（镁型）,A,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，即镁型堆积。,(3)六方最密堆积（镁型）,(4)面心立方最密堆积（铜型）,A,于是每三层形成一个周期，即ABCABC堆积方式，形成面心立方紧密堆积，即铜型堆积。,(4)面心立方最密堆积（铜型）,面心立方最密堆积的空间利用率计算,面心立方最密堆积晶胞的特点,1、晶胞中含有4个原子,2、面对角线的3个原子紧密相连,密置层的两种堆积方式：,配位数：12 ，空

4、间利用率：,74%,都为最紧密堆积,Po(钋),非密置层,棱上2球,6,K Na Fe,非密置层,体对角线3球,8,Mg Zn Ti,密置层,三棱柱的中心,12,Cu Ag Au,密置层,面角线 3球,12,52%,68%,74%,74%,三：石墨,石墨中CC夹角为120， C-C键长为 1.421010 m层间距为 3.35 10-10 m,石墨晶体,1、石墨晶体是层状结构： 层内：C原子形成平面六元并环的平面网状结构。 层间：以范德华力结合。,-混合型晶体(过渡型晶体),共价键、金属键、范德华力,2、层内剖析：,(1)C 采取sp2 杂化,3个杂化轨道与3个C形成C-C键（共价键），构成正六边形，键长相等，键角相等(均为120)；,p轨道上的电子在该平面内自由运动，形成金属键,(3)C原子个数与CC键数之比为：,(2)每个正六边形平均只占有6(13)=2个C,13(1/2)=23,2、层内剖析：,3、性质： 熔点高（高于金刚石），沸点同金刚石 硬度小， 可导电 。,性质：熔点高（高于金刚石），硬度小，可导电 。,石墨晶体,石墨晶体是层状结构： 层内C原子以共价键结合成平面网状结构， 层间以范德华力结合。,-混合型晶体(过渡型晶体),每个C与3个C形成CC