金属晶体堆积模型复习及计算.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,*,第三节 金属晶体,金属晶体的四种堆积模型及简单计算,第三课时,教学重点,1,（,1,）简单立方堆积：,复习：金属晶体基本构型,非最紧密堆积，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,6,2,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,(,体心立方堆积,),非密置层堆积,3,金属晶体的两种最密堆积方式镁型和铜型,（,3,）镁型和铜型,镁型,铜型,4,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,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,1,2,3,4,5,6,5,此种立方紧密堆积的前视图,A,B,C,A,A,B,C,配位,都是,数 12,(同层 6,，,上下层各 3,),铜型,A,B,A,B,A,镁型,6,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,这种堆积晶胞空间利用率高（,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。,7,120,0,平行六面体,回顾镁型的晶胞,8,找铜型的晶胞,9,10,11,12,B,C,A,13,14,回顾：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：,6,8,12,12,15,空间利用率的计算,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百分比。,球体积,空间利用率,=,100%,晶胞体积,三、金属晶体中,有关计算,16,（,1,）计算晶胞中的微粒数,2,、空间利用率的计算步骤：,（,2,）计算晶胞的体积,空间利用率的计算,17,3,、复习：,18,19,三、金属晶体中,有关计算,（,1,）计算晶胞中的微粒数,(,一,),简单立方：在立方体顶点的微粒为,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,20,（,2,）体心立方：在立方体顶点的微粒为,8,个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。,1,个晶胞所含微粒数为：,81/8+1=2,请计算：空间利用率？,21,以体心立方晶胞为例，计算晶胞中原子的空间占有率。,22,配位数：,8,小结：,（,2,）,钾型,(,体心立方堆积,),23,3,）,面心立方：,在立方体顶点的微粒为,8,个晶胞共有，在面心的为,2,个晶胞共有。,微粒数为：,8,1/8+61/2=4,请计算：空间利用率？,24,a,a,4R,计算面心立方晶胞中,原子的空间占有率,:,面,心,25,小结：（,3,）,面心立方：,属于,1,个晶胞微粒数为：,8,1/8+61/2=4,空间利用率：,(2,1.414r),3,4,4,r,3,/3,=74.05%,26,解：,（,4,）六方密堆积（镁型）,的空间利用率计算,四点间的夹角均为,60,27,在镁型堆积中取出六方晶胞，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,28,29,a,4R,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,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，体心有一个金属,原子，那么，这个晶胞中含钨原子为,2,个，,则,=,2,1,83.9,/,6.02,10,23,(0.316,10,-7,),3,=19.36g/cm,3,钾型,体心立方晶胞,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,30,现有甲、乙、丙、丁四种晶胞，可推知甲晶体中与的粒子个数比为,；乙晶体 的化学式为,；丙晶体的化学式为,；丁晶体的化学式为,。,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,：,31,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，金属原子个数比为,。,甲 乙 丙,1:2:3,乙晶胞中所含金属原子数为,81/8+61/2=4,晶胞中所含金属原子数为,121/6+21/2+3=6,练,3,：,32,堆积方式,晶胞类型,空间利用率配位数,实例,面心立方最密堆积,堆积方式及性质小结,简单立方堆积,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,33,34,体心立方堆积,配位数：,8,35,面心（铜型）堆积方式的空间利用率计算,a,a,4R,面心,36,1,、已知金属铜为面心立方晶体，如图所示，铜的相对原子质量为,63.54,，密度为,8.936g/cm,3,，试求,（,1,）图中正方形边长,a,，,（,2,）铜的原子半径,R,a,R,R,o,r,r,课外练习,a,R,R,37,1,、已知金属,铜,为,面,心立方晶体，如图所示，铜的相对原子质量为,63.54,，密度为,8.936g/cm,3,，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,属于该晶胞，面心有,6,个金属,原子，有,1/6,属于该晶胞，,1,个晶胞中含铜原子,4,个，,则,=,4,6,3.54,/,6.02,10,23,(R,10,-7,),3,=8.936g/cm,3,1nm=10,-9,m=10,-7,cm,复习,1pm=10,-12,m,R=nm,38,2,、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,39,再见！,40,