金属晶体的原子堆积模型课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,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,*,知识回顾：,两种晶体类型与性质的,比较,晶体类型,原子晶体,分子晶体,金属晶体,概念,相邻原子之间以共价键相结合而成具有空间网状结构的晶体,分子间以范德华力相结合而成的晶体,通过金属键形成的晶体,作用力,构成微粒,物,理,性,质,熔沸点,硬度,导电性,实例,金刚石、二氧化硅、晶体硅、碳化硅,Ar,、,S,等,Au,、,Fe,、,Cu,、钢铁等,共价键,范德华力,金属键,原子,分子,金属阳离子和自由电子,很高,很低,差别较大,很大,很小,差别较大,部分为半导体）,部分溶于水导电,导体,知识回顾：两种晶体类型与性质的比较晶体类型原子晶体分子晶体金,一、金属键,1.,金属晶体：,2.,金属晶体的物性,3.,金属键,（,1,）定义：,（,2,）构成粒子：,（,3,）,.“,电子气”理论,（,4,）存在,（,5,）,.,金属键强弱的判断：,金属单质形成的固体。,金属阳离子和自由电子之间的较强的相互作用,金属阳离子和自由电子,导电，导热，延展性，金属光泽。熔沸点差异大,阳离子所带电荷多、半径小，金属键强，熔沸点高。,金属单质或合金,金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的,“,电子气,”,，被所有原子共用，从而把所有的原子维系在一起。,一、金属键1.金属晶体：金属单质形成的固体。金属阳离子和自,金属晶体,金属原子,自由电子,金属晶体金属原子自由电子,电子其理论与金属性质的关系,导电性,导热性,延展性,金属离子和自由电子,自由电子在外加电场的作用下发生定向移动,自由电子与金属离子碰撞传递热量,晶体中各原子层相对滑动,但排列方式不变,金属光泽,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,电子其理论与金属性质的关系导电性导热性延展性金属离子和自由电,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。,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,为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，而卤素单质的熔沸点从上到下却升高？,习,练,馈,反,返回,为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，而卤素单质的熔沸点,二、金属晶体的原子堆积模型,二、金属晶体的原子堆积模型,三、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,三、金属晶体的原子堆积模型1、几个概念配位数：在晶体中与每个,三种典型立方晶体结构,体心立方,简单立方,面心立方,三种典型立方晶体结构体心立方简单立方面心立方,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,金属晶体原子平面排列方式有几种？非密置层探究A1432136,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,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：,简单立方堆积,配位数：,晶胞含金属原子数,1,6,例：,（,Po,）,简单立方堆积配位数：晶胞含金属原子数16例：（Po）,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,体心立方堆积非密置层层层堆积情况2：,体心立方堆积,配位数：,2,8,晶胞含金属原子数,:,金属晶体的堆积方式,钾型,体心立方堆积配位数：28晶胞含金属原子数:金属晶体的堆积方式,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,A,B,，,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。,1,2,3,4,5,6,123456思考：第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式有几种,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,一种是将球对准第一层的球。123456123456另一种排列,下图是此种六方,紧密堆积的前视图,A,B,A,B,A,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。,下图是此种六方ABABA一种是将球对准第一层的球。123,六方密堆积,配位数：,12。(同层 6，上下层各 3,),晶胞含金属原子数,:,6,金属晶体的堆积方式,镁型,六方密堆积配位数：12。(同层 6，上下层各 3)晶,金属晶体的原子堆积模型,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,面心立方最密堆积,第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的,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。,配位数：,12(同层 6，上下层各 3,),123456此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC,面心立方,B,C,A,晶胞含金属原子数,:,4,金属晶体的堆积方式,铜型,面心立方 BCA晶胞含金属原子数:4金属晶体的堆积方式铜,金属晶体的原子堆积模型,堆积模型,采纳这种堆积的典型代表,配位数,晶胞,镁型,Mg Zn Ti,12,简单立方,Po,6,钾型,Na K Fe,8,铜型,Cu Ag Au,12,总 结,思考：,4,中模型单位体积容纳原子数大小关系？,52%,68%,74%,74%,空间利用率,堆积模型采纳这种堆积的典型代表配位数晶胞镁型Mg Zn Ti,再见,再见,1,、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推知：甲晶体中,A,与,B,的离子个数比为,；乙晶体的化学式为,；丙晶体的化学式为,_,；丁晶体的化学式为,_,。,1,：,1,C,2,D,EF,XY,3,Z,1、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推知：甲晶体中A与B的离子,2,、钙,-,钛矿晶胞结构如图所示。观察钙,-,钛矿晶胞结构，求该晶体中，钙、钛、氧的微粒个数比为多少？,2、钙-钛矿晶胞结构如图所示。观察钙-钛矿晶胞结构，求该晶体,3,、在碳单质的成员中还有一种混合型晶体,石墨，如图所示。它是层状结构，层与层之间依靠作用力相结合。每层内部碳原子与碳原子之间靠作用力相结合，其键角为,120,。分析图中每个六边形含有,个碳原子。,2,3、在碳单质的成员中还有一种混合型晶体2,4,、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是,。,解析：由于本题团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可以了。答案为：,Ti,14,C,13,4、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所,在石墨晶体中，层与层之间是以,结合，同一层内,C,原子与,C,原子以,结合成平面网状结构，故石墨为混合型晶体或过渡型晶体。,在同一层中，每个,C,原子与,个,C,原子形成,C-C,键，键角为,，其中最小的环为,元环，每个,C,原子被,个六元环共有，每个,C-C,键被,个六元环共有；每个六元环拥有的,C,原子数为,_,，拥有的,C-C,键数为,_,，则,C,原子数,与,C-C,键数之比为,_,。,2:3,2,3,范德华力,共价键,120,3,六,3,2,5,、过渡型晶体,在石墨晶体中，层与层之间是以 结合，同一层内C原子与,6.,食盐晶体如右图所示。在晶体中，,表示,Na,+,，,表示,Cl,。已知食盐的密度为,g/cm,3,，,NaCl,摩尔质量,M,g/mol,，阿伏加德罗常数为,N,，则在食盐晶体里,Na,+,和,Cl,的间距大约是,A,cm B,cm,C,cm D,cm,B,6.食盐晶体如右图所示。在晶体中，表示Na+，表示C,