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纯金属的晶体结构
一、晶体与非晶体
自然界中的固态物质按其原子（或分子、离子）的聚集状态可分为晶体和非晶体两大类。原子按一定的几何形式周期重复排列而成的固态物质称之为晶体，原子无规则地堆积在一起的固态物质称为非晶体。由于非晶体的结构与液体结构相似，所以可以看成是被冻结的液体，属于非晶体的固态物质较少，常见的有松香、沥青、玻璃等。而绝大多数的固态物质都是晶体。例如，固态金属一般就是晶体，其内部的原子排列具有规律性。
晶体与非晶体的区别表现在许多方面。
二、金属晶体与非金属晶体
晶体分为金属晶体与非金属晶体。两者在内部结构与性能上除有着上述晶体所共有的特征外，金属晶体还具有他独特的性能，如具有金属光泽以及良好的导电性、导热性、塑性和正的电阻温度系数等。之所以具有上述特征，是由于金属晶体内部的原子结构及原子间的结合方式所致。
金属晶体是依靠各正离子与公有自由电子间的引力而结合起来。而离子与离子间及电子与电子间的斥力则与这种引力相平衡，使金属处于稳定的晶体状态。金属原子的这种结合方式称为“金属键”。图2—1为金属键示意图。

图2—1 金属键示意图
三、金属晶体结构的描述方法
固态金属一般是晶体，其原子（正离子）是按一定几何规则作周期性排列的。为了便于分析，首先假设金属中的原子是刚性小球，而不再细分正离子与自由电子。这样，金属晶体就可以看成是由许多刚性小球按一定几何规则紧密堆积而成。如图2—2a所示。
为了更清楚地描述晶体中原子排列的几何形状和规律，实际研究中常引用晶格和晶胞的概念。
1、晶格
用假想的几何线条把抽象成为一个点的各原子中心连接起来而形成的几何空间格架称为晶格如图2—2b所示。

2、晶胞
根据晶体中原子排列规律性和周期性的特点，可从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的、最小的几何单元来分析晶体中原子排列的规律，这个最小的几何单元称为晶胞。如图2—2c所示。
3、晶面、晶向和晶格常数
晶格中各方位的原子面称为“晶面”，晶体由层层晶面堆砌而成。晶格中由两个以上原子中心连接而成的任一直线，都代表晶体空间的一个方向称为“晶向”。晶胞中各棱边尺寸a、b、c称为“晶格常数”，以?为计量单位（1?=1×10-8cm）。
四、常见金属的晶体结构
１、体心立方晶格
体心立方晶格的晶胞是一个立方体。如图2—3a所示。它们大多具有较高的强度和韧性。

图2—3常见晶格的晶胞示意图
a）体心立方b）面心立方c）密排六方
２、面心立方晶格
面心立方晶格的晶胞也是一个立方体，如图2—3b所示,它们大多具有较高的塑性。
３、密排立方晶格
密排立方晶格的晶胞是一个正六方柱体，如图2—3c所示。他们大多具有较大的脆性，塑性较差。
可见，晶格类型不同，原子排列方式、致密度、晶格常数等就不同，金属力学性能也将随之发生变化。
小 结
原子按一定的几何形式周期重复排列而成的固态物质称之为晶体，原子无规则地堆积在一起的固态物质称为非晶体。
金属晶体是依靠各正离子与公有自由电子间的引力，即金属键而结合起来。
描述晶体中原子排列的几何形状和规律，实际研究中常引用晶格和晶胞的概念。
常见金属的晶体结构体心立方晶格、面心立方晶格和密排立方晶格。晶格类型不同，原子排列方式、致密度、晶格常数等就不同，金属力学性能也将随之发生变化。