六方最密堆积PPT幻灯片课件.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,*,第三章 晶体结构与性质,金属晶体,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,1,金属样品,2,一,、,金属共同的物理性质,容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。,金属为什么具有这些共同性质呢,?,二、金属的结构,3,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,金属 键强弱判断,:,阳离子所带电荷多、半径小金属键强，熔沸点高。,4,【,讨论,1】,金属为什么易导电？,在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下,自由电子,就会,发生定向运动,，因而形成电流，所以金属容易导电。,晶体类型,离子晶体,金属晶体,导电时的状态,导电粒子,水溶液或熔融状态下,晶体状态,自由移动的离子,自由电子,比较离子晶体、金属晶体导电的区别：,三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系,1,、金属晶体结构与金属导电性的关系,5,【,讨论,2】,金属为什么易导热？,自由电子在运动时经常与金属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。,金属容易导热，是由于,自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分,，从而使整块金属达到相同的温度。,2,、金属晶体结构与金属导热性的关系,6,【,讨论,3】,金属为什么具有较好的延展性？,原子晶体受外力作用时，原子间的位移必然导致共价键的断裂，因而难以锻压成型，无延展性。而金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没有方向性，各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。,3,、金属晶体结构与金属延展性的关系,7,4,、金属晶体结构具有金属光泽和颜色,由于自由电子可,吸收所有频率的光,，然后很快释,放出各种频率的光,，因此绝大多数金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金属（如铜、金、铯、铅等）由于,较易吸收某些频率的光而呈现较为特殊的颜色,。,当金属成粉末状时，金属晶体的,晶面取向杂乱、晶格排列不规则,，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。,8,金属晶体熔点变化规律,1,、金属晶体熔点变化较大，,与金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子之间的金属键的强弱有密切关系,熔点最低的金属：汞（常温时成液态）,熔点很高的金属：钨（,3410,）,铁的熔点：,1535,2,、一般情况下，金属晶体熔点由金属键强弱决定：,金属阳离子半径越小，所带电荷越多，自由电子越多，,金属键越强，熔点就相应越高，硬度也越大。,但金属性越弱,如：,K Na Mg Al,Li Na K Rb Cs,9,资料金属之最,熔点最低的金属是,-,汞,熔点最高的金属是,-,钨,密度最小的金属是,-,锂,密度最大的金属是,-,锇,硬度最小的金属是,-,铯,硬度最大的金属是,-,铬,最活泼的金属是,-,铯,最稳定的金属是,-,金,延性最好的金属是,-,铂,展性最好的金属是,-,金,10,3,、金属晶体的基本堆积模型,（,1,）,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。,（,3,）,配位数,：在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒个数。,（,2,）,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。,11,金属原子,尽可能地互相接近,，尽量占据较小的空间。紧密堆积,12,活动与探究,1,：,平面上,金属原子,紧密排列,的方式,从蓝色盒子里取出：,4,组乒乓球（,3,个排成一条直线的）,将乒乓球放置在,平面,上，排成,4,排，使,球面紧密接触,，有哪些排列方式？,13,平面上,金属原子,紧密排列,的,两种方式,配位数为,4,配位数为,6,1,1,2,2,3,3,4,4,5,6,14,4,个小球形成一个,四边形,空隙,，一种空隙。,见,“,”,。,15,3,个小球形成一个,三角形,空隙，,两种空隙,。,一 种：,见,“,”,另一种：,见,“,”,16,平面上,金属原子,紧密排列,的,两种方式,非密置层放置,密置层放置,配位数为,4,配位数为,6,1,1,2,2,3,3,4,4,5,6,17,活动与探究,2,三维空间,里,非密置层,金属原子的,堆积方式,先将两组小球以,非密置层,的排列方式排列在一个平面上：,在其上方再堆积一层,非密置层,排列的小球，使,相邻层上,的小球,紧密接触,，有哪些堆积方式？,18,三维空间,里,非密置层,的金属原子的堆积方式,（,1,）,第二层小球的,球心,正对,着,第一层小球的,球心,（,2,）,第二层小球的,球心,正对,着,第一层小球形成的,空穴,19,简单立方晶胞,（,1,）简单立方堆积,Po,4,、金属晶体的原子堆积模型,20,配位数：,1,2,3,4,1,2,3,4,5,6,6,同层,4,，上下层各,1,21,（,2,）金属原子半径,r,与正方体边长,a,的关系：,a,a,a,a,a=2 r,22,简单立方堆积,23,（,3,）简单立方晶胞平均占有的原子数目：,8,1,8,=1,24,体心立方晶胞,（,2,）体心立方堆积,（,IA,，,VB,，,VIB,）,25,配位数：,8,1,2,3,4,5,6,7,8,上下层各,4,26,（,2,）金属原子半径,r,与正方体边长,a,的关系：,a,a,a,a,2,a,b,=4,r,b,=,3,a,a=4 r,3,b,2,a,27,28,（,3,）体心立方晶胞平均占有的原子数目：,8,1,8,=2,+1,29,活动与探究,3,三维空间,里,密置层,金属原子的,堆积方式,将,密置层,的小球在一个平面上黏合在一起，再一层一层地堆积起来（,至少堆,4,层,），使,相邻层,上的小球,紧密接触,，有哪些堆积方式？,注意：堆积方式的周期性、稳定性,A,A,B,B,30,三维空间,里,密置层,的金属原子的堆积方式,（,1,）,ABAB,堆积方式,（,2,）,ABCABC,堆积方式,31,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,A,B,第二层小球的球心对准第一层的,1,、,3,、,5,位（,）或对准,2,、,4,、,6,位（,）。,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。,俯视图,32,前视图,A,B,A,B,A,（3,）,ABAB,堆积方式,第三层小球对准第一层的小球。,每两层形成一个周期,地,紧密堆积,。,1,2,3,4,5,6,33,（,4,）,ABCABC,堆积方式,第三层小球对准第一层小球空穴的,2,、,4,、,6位,。,第四层同第一层。,每三层形成一个周期,地,紧密堆积,。,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,A,B,A,B,C,A,1,2,3,4,5,6,前视图,C,34,俯视图：,ABAB,堆积方式,ABCABC,堆积方式,35,（,3,）,ABAB,堆积方式,六方最密堆积,（镁）,36,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,12,配位数：,1,2,3,4,56,同层 6,，,上下层各 3,37,金属原子的半径,r,与六棱柱的边长,a,、高,h,的关系：,a,=2,r,a,h,h,=,a,6,3,2,；,38,六方最密,堆积的晶胞,39,六方最密堆积的空间占有率,=74%,上下面为菱形,边长为半径的,2,倍,2r,高为,2,倍,正四面体的高,40,41,（,4,）,ABCABC,堆积方式,面心立方最密堆积,（铜）,A B C,42,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,12,配位数：,同层 6,，,上下层各 3,1,2,3,4,5,6,43,1,2,3,4,5,6,44,面心立方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：,8,1,8,=4,2,1,6,45,立方面心最密堆积的配位数,=12,46,金属原子的半径,r,与正方体的边长,a,的关系：,a,=4,r,2,a,a,a,a,a,47,立方面心最密堆积的空间占有率,=74%,48,49,50,51,52,53,金属晶体的四中堆积模型对比,54,密置层三维堆积,非密置层三维堆积,（,2,）金属晶体的原子堆积方式,a,、简单立方堆积,配位数,6,；空间利用率,52%,b,、体心立方堆积,（钾型）,代表物：,Be,、,Mg,、,Zn,、,Ti;,配位数,:12,；,空间利用率,74%,；方式,ABAB,C,、六方最密堆积,（镁型）,代表物：,Li,、,Na,、,K,、,Rb,、,Cs,、,Fe;,配位数,8,；,空间利用率,68%,d,、面心立方最密堆积,（铜型）,代表物：,Cu,、,Au,、,Ag;,配位数,:12,；,空间利用率,74%;,方式：,ABCABC,55,阅读课文,P76,资料卡片,1.,金属晶体的四种堆积模型对比,2.,混合晶体,56,思考题,（,1,）六方紧密堆积的晶胞中：,金属原子的半径,r,与六棱柱的边长,a,、高,h,有什么关系？,（,2,）面心立方紧密堆积的晶胞中：,金属原子的半径,r,与正方体的边长,a,有什么关系？,57,祝同学们学习进步，金榜题名！,58,