金属键金属晶体.ppt

**说明：晶体的结构是晶胞在空间连续重复延伸而形成的。晶胞与晶体的关系如同砖块与墙的关系。在金属晶体中，金属原子如同半径相等的小球一样，彼此相切、紧密堆积成晶体。金属晶体中金属原子的紧密堆积是有一定规律的。通常情况下，大多数金属单质及其合金也是晶体。阅读教科书P34的化学史话“人类对晶体结构的认识”第31页,共61页，星期六，2024年，5月密堆积的定义:密堆积：由无方向性的金属键、离子键和范德华力等结合的晶体中，原子、离子或分子等微观粒子总是趋向于相互配位数高，能充分利用空间的堆积密度最大的那些结构。密堆积方式因充分利用了空间，而使体系的势能尽可能降低，而结构稳定。二、原子的密堆积方式第32页,共61页，星期六，2024年，5月二维平面堆积方式I型II型行列对齐四球一空非最紧密排列行列相错三球一空最紧密排列密置层非密置层第33页,共61页，星期六，2024年，5月三维空间堆积方式a.简单立方堆积第34页,共61页，星期六，2024年，5月a、简单立方堆积钋PO型第35页,共61页，星期六，2024年，5月形成简单立方晶胞，空间利用率较低52％，金属钋（Po）采取这种堆积方式。第36页,共61页，星期六，2024年，5月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。Na、K、Cr、Mo、W等属于体心立方堆积。b.体心立方堆积第37页,共61页，星期六，2024年，5月第38页,共61页，星期六，2024年，5月体心立方堆积钾型配位数：8空间占有率：68.02%第39页,共61页，星期六，2024年，5月123456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)123456AB，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。思考：密置层的堆积方式有哪些？第40页,共61页，星期六，2024年，5月上图是此种六方堆积的前视图ABABA第一种：将第三层球对准第一层的球123456于是每两层形成一个周期，即ABAB堆积方式，形成六方堆积。（3）六方堆积第41页,共61页，星期六，2024年，5月六方密堆积配位数12(同层6，上下层各3)第42页,共61页，星期六，2024年，5月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。123456123456123456第43页,共61页，星期六，2024年，5月123456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。这种堆积方式可划分出面心立方晶胞配位数12(同层6，上下层各3)c.面心立方堆积金、银、铜、铝等属于面心立方堆积第44页,共61页，星期六，2024年，5月面心立方（铜型）空间利用率=74.05%第45页,共61页，星期六，2024年，5月面心立方最密堆积分解图第46页,共61页，星期六，2024年，5月2.配位数：每个小球周围距离最近的小球数简单立方堆积：体心立方堆积：六方紧密堆积：面心立方紧密堆积：681212第47页,共61页，星期六，2024年，5月堆积模型采纳这种堆积的典型代表空间利用率配位数晶胞简单立方Po52%6体心立方(钾型）Na、K、Fe68%8六方堆积（镁型）Mg、Zn、Ti74%12面心立方（铜型）Cu、Ag、Au74%12总结：金属晶体的几种典型堆积模型第48页,共61页，星期六，2024年，5月第49页,共61页，星期六，2024年，5月第50页,共61页，星期六，2024年，5月第51页,共61页，星期六，2024年，5月晶胞中金属原子数目的计算(平均值)第52页,共61页，星期六，2024年，5月顶点占1/8棱上占1/4面心占1/2体心占1第53页,共61页，星期六，2024年，5月金属Li体心立方六方最密堆积面心立方最密堆积金属Mg金属Cu2.晶胞中微粒数的计算第54页,共61页，星期六，2024