第三节_金属晶体(第二课时).ppt

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,*,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,*,第三节 金属晶体,组成粒子：,作用力：,金属阳离子和自由电子,金属离子和自由电子之间的较强作用,金属键（电子气理论）,金属晶体：,通过金属键作用形成的单质晶体,“,电子气理论,”,(,自由电子理论,),金属原子脱落下来的,价电子,形成遍布整个晶体的,“,电子气,”,被所有原子所共用，从而把所有的原子维系在一起。,五、金属晶体的原子堆积模型,（,1,）几个概念,紧密堆积,：微粒之间的作用力使微粒间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间,配位数,：在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒个数,空间利用率,：晶体的空间被微粒占满的体积百分数，用它来表示紧密堆积的程度,金属晶体原子平面排列方式有几种？,非密置层,探究,A,1,4,3,2,1,3,6,4,2,A,5,密置层,配位数为,4,配位数为,6,（,2,）金属晶体的原子在二维平面堆积模型,金属晶体中的原子可看成直径相等的小球。将等径圆球在一平面上排列，有两种排布方式，按（,a,）图方式排列，,剩余的空隙较大,，称为,非密置层,；按（,b,）图方式排列，圆球周围,剩余空隙较小,，称为,密置层,。,（,a,）非密置层,（,b,）密置层,配位数,4,6,金属晶体的堆积方式,简单立方堆积,非密置层层层堆积情况,1,：,相邻层原子在同一直线上的堆积,（,3,）金属晶体的原子在三维空间堆积模型,简单立方堆积（,Po,）,非密置层一层一层垂直堆积,简单立方堆积,体心立方,堆积,非密置层层层堆积情况,2,：,相邻原子层上层原子填入下层原子的凹穴中,体心立方堆积（碱金属、铁、铬、钼、钨）,钾型,上层金属原子填入下层金属原子形成凹穴中,非密置层一层一层堆积,体心立方堆积,配位数：,8,原子数：,2,1,2,3,4,5,6,思考：第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式有几种？,1,2,3,4,5,6,思考：对第一、二层来说，第三层可以最紧密的堆积方式有几种？,密置层堆积方式不存在两层原子在同一直线的情况，只有相邻层紧密堆积方式，类似于钾型。,1,2,3,4,5,6,一种是将球对准第一层的球。,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,另一种,排列方式，,是将球对准第一层的,2,，,4,，,6 位,六方最密堆积和面心立方最密堆积,a,、六方最密堆积（,Mg,、,Zn,、,Ti,）,镁型,密置层的原子按上述体心立方堆积的方式堆积,第一层,密置层,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,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,),1,2,3,4,5,6,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。,第一种是将球对准第一层的球。,1,2,3,4,5,6,于是每两层形成一个周期，即,AB,AB,堆积方式，形成六方紧密堆积,。,配位数 12 (同层 6,，,上下层各 3,),，空间利用率为,74%,下图是此种六方,紧密堆积的前视图,A,B,A,B,A,1,2,3,4,5,6,配位数,：,12,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,b,、面心立方最密堆积（,Cu,、,Ag,、,Au,）,铜型,1,2,3,4,5,6,此种立方紧密堆积的前视图,A,B,C,A,A,B,C,第四层再排,A,，,于是形成,ABC,ABC,三层一个周期。得到面心立方堆积,。,配位数 12,。,(同层 6,，,上下层各 3,),B,C,A,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,Po(,钋,),52%,6,钾型,(,bcp,),K,、,Na,、,Fe,68%,8,镁型,(,hcp,),Mg,、,Zn,、,Ti,74%,12,铜型,(,ccp,),Cu,Ag,Au,74%,12,金属晶体的四中堆积模型对比,1.,下列有关金属晶体的判断正确的是,A,简单立方、配位数,6,、空间利用率空间利用率为,68%,B,钾型、配位数,6,、空间利用率为,68%,C,镁型、配位数,8,、空间利用率,74%,D,铜型、配位数,12,、空间利用率为,74%,课堂练习,2,下列排列方式是镁型堆积方式的是（）,A,ABCABCABC,B,ABABAB,C,ABBAABBA,D,ABCCBAABCCBA,3.,晶胞是晶体中最小的重复单元已知铁为面心立方晶体，其结构如下图甲所示，面心立方的结构特征如下图乙所示若铁原子的半径为 试求铁金属晶体中的晶胞长度，即下图 丙中,AB,的长度为,_m,4.,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,。,依题意画出侧面图，设正立方体边长为,a,，则体积为,a,3,。原子半径，每个正立方体包括金属原子,81,8+61/2,4(,个,),，球体体积共,4,空间利用率为：,.,三、金属晶体的结构特征,：,在金属晶体里，金属阳离子有规则地紧密堆积，自由电子几乎均匀分布在整个晶体中，不专属哪几个特定的金属离子，而是被许多金属离子共有,。,四、金属晶体的熔点变化规律：,（,1,）金属晶体熔点变化差别较大。如汞在常温下是液体，熔点很低（,38.9,。,C,）。而铁等金属熔点很高（,1535,。,C,）。这是由于金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子的静电作用力不同而造成的差别。,（,2,）一般情况下（同类型的金属晶体），金属晶体的熔点由金属阳离子半径、所带的电荷数、自由电子的多少而定。阳离子半径越小，所带的电荷越多，自由电子越多，相互作用就越大，熔点就会越高。,2,、石墨是层状结构的,混合型,晶体,晶体具有规则的几何外形，晶体中最基本的重复单位称为是晶胞。,NaCl,晶体结构如图所示，已知,Fe,x,O,晶体晶胞结构为,NaCl,型，由于晶体缺陷，,x,值小于,1,，测知,FexO,晶体密度为,5.71g/cm,3,，晶胞边长为,4.2810,-10,m,。,（,1,）,FexO,中,x,值（精确到,0.01,）为,？,（,2,）晶体中的,Fe,n+,分别为,Fe,2+,、,Fe,3+,，在,Fe,2+,和,Fe,3+,总数中，,Fe,2+,所占分数（用小数表示，精确至,0.001,）为,？,(3),此晶体的化学式为,？,（,4,）与某个,Fe,2+,（或,Fe,3+,）距离最近且等距离的,O,2-,围成的空间几何形状是,？,（,5,）在晶体中，铁元素的离子间的最短距离为,？,m,再见,