六方最密堆積（課堂PPT）

1、1第三章第三章 晶體結構與性質晶體結構與性質 1234561234562金屬樣品金屬樣品3 一一、金屬共同的物理性質金屬共同的物理性質容易導電、導熱、有延展性、有金屬光澤等。容易導電、導熱、有延展性、有金屬光澤等。金屬為什么具有這些共同性質呢金屬為什么具有這些共同性質呢? ?二、金屬的結構二、金屬的結構4組成粒子：組成粒子：作用力：作用力：金屬陽離子和自由電子金屬陽離子和自由電子金屬離子和自由電子之間的較強作金屬離子和自由電子之間的較強作用用 金屬鍵（電子氣理論）金屬鍵（電子氣理論）金屬晶體：金屬晶體：通過金屬鍵作用形成的單質晶體通過金屬鍵作用形成的單質晶體金屬 鍵強弱判斷:陽離子所帶電荷多、

2、半徑小金屬鍵強，熔沸點高。5【討論討論1 1】 金屬為什么易導電？金屬為什么易導電？ 在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由電子的運動是沒有一定方向的，但在外加電場的條件電子的運動是沒有一定方向的，但在外加電場的條件下下自由電子自由電子就會就會發(fā)生定向運動發(fā)生定向運動，因而形成電流，所以，因而形成電流，所以金屬容易導電。金屬容易導電。晶體類型晶體類型離子晶體離子晶體金屬晶體金屬晶體 導電時的狀態(tài)導電時的狀態(tài)導電粒子導電粒子水溶液或水溶液或熔融狀態(tài)下熔融狀態(tài)下晶體狀態(tài)晶體狀態(tài)自由移動的離子自由移動的離子 自由電子自由電子比較離子晶體、金屬晶體導電的區(qū)

3、別：比較離子晶體、金屬晶體導電的區(qū)別：三、金屬晶體的結構與金屬性質的內在聯系三、金屬晶體的結構與金屬性質的內在聯系1、金屬晶體結構與金屬導電性的關系、金屬晶體結構與金屬導電性的關系6【討論討論2 2】金屬為什么易導熱？金屬為什么易導熱？ 自由電子在運動時經常與金屬離子碰撞，自由電子在運動時經常與金屬離子碰撞，引起兩者能量的交換。當金屬某部分受熱時，引起兩者能量的交換。當金屬某部分受熱時，那個區(qū)域里的自由電子能量增加，運動速度加那個區(qū)域里的自由電子能量增加，運動速度加快，通過碰撞，把能量傳給金屬離子?？欤ㄟ^碰撞，把能量傳給金屬離子。 金屬容易導熱，是由于金屬容易導熱，是由于自由電子運動時與自由

4、電子運動時與金屬離子碰撞把能量從溫度高的部分傳到溫度金屬離子碰撞把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分低的部分，從而使整塊金屬達到相同的溫度。，從而使整塊金屬達到相同的溫度。2、金屬晶體結構與金屬導熱性的關系、金屬晶體結構與金屬導熱性的關系7【討論討論3 3】金屬為什么具有較好的延展性？金屬為什么具有較好的延展性？ 原子晶體受外力作用時，原子間的位移必原子晶體受外力作用時，原子間的位移必然導致共價鍵的斷裂，因而難以鍛壓成型，然導致共價鍵的斷裂，因而難以鍛壓成型，無延展性。而金屬晶體中由于金屬離子與自無延展性。而金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒有方向性，各原子層由電子間的相互作用沒有

5、方向性，各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，仍可保持這種相互之間發(fā)生相對滑動以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂。不易斷裂。3、金屬晶體結構與金屬延展性的關系、金屬晶體結構與金屬延展性的關系84、金屬晶體結構具有金屬光澤和顏色、金屬晶體結構具有金屬光澤和顏色 由于自由電子可由于自由電子可吸收所有頻率的光吸收所有頻率的光，然后很，然后很快釋快釋放出各種頻率的光放出各種頻率的光，因此絕大多數金屬，因此絕大多數金屬具有銀白色或鋼灰色光澤。而某些金屬（如具有銀白色或鋼灰色光澤。而某些金屬（如銅、金、銫、鉛等）由于銅、金、銫、鉛等）由于較易

6、吸收某些頻率較易吸收某些頻率的光而呈現較為特殊的顏色的光而呈現較為特殊的顏色。 當金屬成粉末狀時，金屬晶體的當金屬成粉末狀時，金屬晶體的晶面取向雜晶面取向雜亂、晶格排列不規(guī)則亂、晶格排列不規(guī)則，吸收可見光后輻射不，吸收可見光后輻射不出去，所以成黑色。出去，所以成黑色。9金屬晶體熔點變化規(guī)律金屬晶體熔點變化規(guī)律1、金屬晶體熔點變化較大，、金屬晶體熔點變化較大，與金屬晶體緊密堆積方式、金屬陽離子與自由電子之間的金與金屬晶體緊密堆積方式、金屬陽離子與自由電子之間的金屬鍵的強弱有密切關系屬鍵的強弱有密切關系熔點最低的金屬：汞（常溫時成液態(tài)）熔點最低的金屬：汞（常溫時成液態(tài)）熔點很高的金屬：鎢（熔點很高

7、的金屬：鎢（3410）鐵的熔點：鐵的熔點：1535 2、一般情況下，金屬晶體熔點由金屬鍵強弱決定：、一般情況下，金屬晶體熔點由金屬鍵強弱決定： 金屬陽離子半徑越小，所帶電荷越多，自由電子越多，金屬陽離子半徑越小，所帶電荷越多，自由電子越多， 金屬鍵越強，熔點就相應越高，硬度也越大。金屬鍵越強，熔點就相應越高，硬度也越大。但金屬性越弱但金屬性越弱如：如：K Na Mg Al Li Na K Rb Cs10資資料料金屬之最金屬之最熔點最低的金屬是熔點最低的金屬是- 汞汞熔點最高的金屬是熔點最高的金屬是- 鎢鎢密度最小的金屬是密度最小的金屬是- 鋰鋰密度最大的金屬是密度最大的金屬是- 鋨鋨硬度最小的

8、金屬是硬度最小的金屬是- 銫銫硬度最大的金屬是硬度最大的金屬是- 鉻鉻最活潑的金屬是最活潑的金屬是-銫銫最穩(wěn)定的金屬是最穩(wěn)定的金屬是-金金延性最好的金屬是延性最好的金屬是- 鉑鉑展性最好的金屬是展性最好的金屬是- 金金113、金屬晶體的基本堆積模型、金屬晶體的基本堆積模型（1）緊密堆積緊密堆積：微粒之間的作用力使微：微粒之間的作用力使微粒間盡可能的相互接近，使它們占有最小粒間盡可能的相互接近，使它們占有最小的空間。的空間。（3）配位數配位數：在晶體中與每個微粒緊密：在晶體中與每個微粒緊密相鄰的微粒個數。相鄰的微粒個數。（2）空間利用率空間利用率：晶體的空間被微粒占：晶體的空間被微粒占滿的體積百

9、分數，用它來表示緊密堆積滿的體積百分數，用它來表示緊密堆積的程度。的程度。 4、金屬晶體的原子堆積模型、金屬晶體的原子堆積模型23簡單立方堆積簡單立方堆積 IA IA，VBVB，VIB VIB 28 123456123456ABABA123456123456123456ABABCA123456C12345638；39六方最密六方最密堆積的晶胞堆積的晶胞 40六方最密堆積的空間占有率六方最密堆積的空間占有率 =74% 上下面為菱形上下面為菱形邊長為半徑的邊長為半徑的2倍倍2r 高為高為2倍倍正四面體的高正四面體的高 r2362411234564412345646立方面心最密堆積的配位數立方面心最密堆積的配位數 =12 48立方面心最密堆積的空間占有率立方面心最密堆積的空間占有率 =74% 495051525354金屬晶體的四中堆積模型對比55密置密置層三維層三維堆積堆積非密非密置層三置層三維堆積維堆積（2）金屬晶體的原子堆積方式）金屬晶體的原子堆積方式a、簡單立方堆積、簡單立方堆積 配位數配位數6；空間利用率；空間利用率52%b、體心立方堆積、體心立方堆積 （鉀型）（鉀型）代表物：代表物：Be、Mg、Zn、Ti; 配位數配位數 :12 ；空間利用率空間利用率74%；方式；方式ABABC、六方最密堆積、六方最密堆積 （鎂型）