金属晶体堆积模型复习及计算学习教案.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,金属晶体堆积模型(mxng)复习及计算,第一页，共42页。,（1）简单(jindn)立方堆积：,复习：金属晶体(jngt)基本构型,非最紧密堆积(duj)，空间利用率低（52%）,配位数是,个。,只有金属钋（,Po,）采取这种堆积方式,6,第1页/共40页,第二页，共42页。,每个晶胞含 个原子，空间利用率不高（68%），配位数为 ，,许多金属（如Na、K、Fe等）采取(ciq)这种堆积方式。,1,2,3,4,5,6,7,8,8,2,（,IA,，,VB,，,VIB,）,（,2,）钾型,(体心立方(lfng)堆积),非密置层堆积(duj),第2页/共40页,第三页，共42页。,金属晶体的两种最密堆积(duj)方式镁型和铜型,（,3,）镁型和铜型,镁型,铜型,第3页/共40页,第四页，共42页。,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,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。,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,铜型,1,2,3,4,5,6,第4页/共40页,第五页，共42页。,此种立方紧密(jnm)堆积的前视图,A,B,C,A,A,B,C,配位(pi wi)都是数 12,(同层 6，上下层各 3),铜型,A,B,A,B,A,镁型,第5页/共40页,第六页，共42页。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,这种堆积晶胞(jn bo)空间利用率高（74%），属于最密置层堆集，配位数为 ，许多金属（如Mg、Zn、Ti等）采取这种堆积方式。,第6页/共40页,第七页，共42页。,120,0,平行六面体,回顾(hug)镁型的晶胞,第7页/共40页,第八页，共42页。,找铜型的晶胞(jn bo),第8页/共40页,第九页，共42页。,第9页/共40页,第十页，共42页。,第10页/共40页,第十一页，共42页。,第11页/共40页,第十二页，共42页。,B,C,A,第12页/共40页,第十三页，共42页。,第13页/共40页,第十四页，共42页。,回顾(hug)：配位数,每个小球周围距离(jl)最近的小球数,简单(jindn)立方堆积：,体心立方堆积：,六方紧密堆积：,面心立方紧密堆积：,6,8,12,12,第14页/共40页,第十五页，共42页。,空间(kngjin)利用率的计算,1、空间利用率：指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积(tj)百分比。,球体积(tj),空间利用率 =100%,晶胞体积(tj),三、金属晶体中有关(yugun)计算,第15页/共40页,第十六页，共42页。,（1）计算晶胞(jn bo)中的微粒数,2、空间利用率的计算(j sun)步骤：,（2）计算晶胞(jn bo)的体积,空间利用率的计算,第16页/共40页,第十七页，共42页。,3、复习(fx)：,第17页/共40页,第十八页，共42页。,第18页/共40页,第十九页，共42页。,三、金属晶体(jngt)中有关计算,（1）计算晶胞(jn bo)中的微粒数,(一)简单立方：在立方体顶点(dngdin)的微粒为8个晶胞共享，,空间利用率：,(2r),3,4,r,3,/3,=52.36%,微粒数为：,81/8=1,1.,晶体中原子空间利用率的计算,（,2,）计算晶胞的体积,第19页/共40页,第二十页，共42页。,（2）体心立方：在立方体顶点(dngdin)的微粒为8个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。,1个晶胞(jn bo)所含微粒数为：81/8+1=2,请计算(j sun)：空间利用率？,第20页/共40页,第二十一页，共42页。,以体心立方晶胞(jn bo)为例，计算晶胞(jn bo)中原子的空间占有率。,第21页/共40页,第二十二页，共42页。,配位(pi wi)数8,小结(xioji)：（2）钾型,(体心(t xn)立方堆积),第22页/共40页,第二十三页，共42页。,（3）面心立方：在立方体顶点的微粒(wil)为8个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。,微粒(wil)数为：,81/8+61/2=4,请计算(j sun)：空间利用率？,第23页/共40页,第二十四页，共42页。,a,a,4R,计算面心立方晶胞中,原子(yunz)的空间占有率:,面,心,第24页/共40页,第二十五页，共42页。,小结(xioji)：（3）面心立方：,属于(shy)1个晶胞微粒数为：,81/8+61/2=4,空间(kngjin)利用率：,(21.414r),3,44,r3,/3,=74.05%,第25页/共40页,第二十六页，共42页。,解：,（4）六方密堆积（镁型）的空间(kngjin)利用率计算,四点间的夹角(ji jio)均为60,第26页/共40页,第二十七页，共42页。,在镁型堆积中取出六方晶胞(jn bo)，平行六面体的底是,平行四边形，各边长a=2r，则平行四边形的面积：,平行六面体的高：,先求,S,再求,S,第27页/共40页,第二十八页，共42页。,第28页/共40页,第二十九页，共42页。,a,4R,练1：金属钨晶胞(jn bo)是一个立方体，在该晶胞(jn bo),中每个顶角各有一个钨原子，中心有一个,钨原子，实验测得金属钨原子的相对原子,质量为183.9,半径为0.137nm。,求晶胞(jn bo)的边长；计算金属钨的密度。,晶胞中每个顶角各有一个钨原子，这个钨原子为8个晶胞,共用，每个钨原子有1/8属于该晶胞，体心(t xn)有一个金属,原子，那么，这个晶胞中含钨原子为2 个，,则=2183.9/6.021023(0.31610-7)3,=19.36g/cm3,钾型,体心(t xn)立方晶胞,金属钨的晶胞与已经学过的哪种晶型类似？,1nm=10,-9,m=10,-7,cm,复习,1pm=10,-12,m,第29页/共40页,第三十页，共42页。,现有甲、乙、丙、丁四种晶胞，可推知甲晶体(jngt)中与的粒子个数比为；乙晶体(jngt)的化学式为；丙晶体(jngt)的化学式为；丁晶体(jngt)的化学式为。,A,B,C,D,F,E,Z,X,Y,1:1,DC,2,或,C,2,D,EF,或,FE,XY,2,Z,甲,乙,丙,丁,练,2,：,第30页/共40页,第三十一页，共42页。,上图甲、乙、丙分别为体心堆积、面心立方堆积、六方堆积的结构单元，则甲、乙、丙三种结构单元中，金属(jnsh)原子个数比为。,甲 乙 丙,1:2:3,乙晶胞(jn bo)中所含金属原子数为81/8+61/2=4,晶胞(jn bo)中所含金属原子数为121/6+21/2+3=6,练,3,：,第31页/共40页,第三十二页，共42页。,堆积方式,晶胞类型,空间利用率,配位数,实例,面心立方(lfng)最密堆积,堆积(duj)方式及性质小结,简单(jindn)立方堆积,体心立方密堆积,六方最密堆积,面心立方,六方,体心立方,简单立方,74%,74%,68%,52,12,12,8,6,Cu,、,Ag,、,Au,Mg,、,Zn,、,Ti,Na,、,K,、,Fe,Po,第32页/共40页,第三十三页，共42页。,第33页/共40页,第三十四页，共42页。,体心立方(lfng)堆积,配位(pi wi)数：8,第34页/共40页,第三十五页，共42页。,面心（铜型）堆积方式的空间(kngjin)利用率计算,a,a,4R,面心,第35页/共40页,第三十六页，共42页。,1、已知金属铜为面心立方晶体，如图所示，铜的相对原子(yunz)质量为63.54，密度为8.936g/cm3，试求,（1）图中正方形边长 a，,（2）铜的原子(yunz)半径 R,a,R,R,o,r,r,课外练习,a,R,R,第36页/共40页,第三十七页，共42页。,1、已知金属铜为面心立方晶体(jngt)，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）铜的原子半径 R,晶胞中每个顶角各有1个铜原子，这个铜原子为8个晶胞,共用，每个铜原子有1/8属于(shy)该晶胞，面心有6个金属,原子，有1/6属于(shy)该晶胞，1个晶胞中含铜原子4 个，,则=463.54/6.021023(R10-7)3=8.936g/cm3,1nm=10,-9,m=10,-7,cm,复习(fx)1pm=10-12m,R=nm,第37页/共40页,第三十八页，共42页。,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(ky)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。,课外练习,第38页/共40页,第三十九页，共42页。,再见(zijin)！,第39页/共40页,第四十页，共42页。,感谢您的观看(gunkn)。,第40页/共40页,第四十一页，共42页。,内容(nirng)总结,金属晶体堆积(duj)模型复习及计算。第1页/共40页。第2页/共40页。第4页/共40页。第6页/共40页。第8页/共40页。第10页/共40页。以体心立方晶胞为例，计算晶胞中原子的空间占有率。练1：金属钨晶胞是一个立方体，在该晶胞。中每个顶角各有一个钨原子，中心有一个。质量为183.9,半径为0.137nm。1:2:3。共用，每个铜原子有1/8属于该晶胞，面心有6个金属。第39页/共40页。感谢您的观看,第四十二页，共42页。,