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1、1 选修三第三章第三节金属晶体选修三第三章第三节金属晶体第三节第三节 金属晶体金属晶体第第2 2课时课时2学习目标学习目标：金属晶体的四种堆积模型及简单计算金属晶体的四种堆积模型及简单计算学习重点与难点：学习重点与难点：金属晶体内原子的空间排列方式及简单计算。金属晶体内原子的空间排列方式及简单计算。目习学标3 阅阅读读自自学学内内容容，了了解解金金属属晶晶体体的的四四种种原原子子堆堆积积模模型型有有什么特点。什么特点。思考：思考： 1、金金属属晶晶体体可可以以看看成成金金属属原原子子在在三三维维空空间间中中堆堆积积而而成成.那那么么,非非密密置置层层在在三三维维空空间间里里堆堆积积有有几几种种
2、方方式式？请请比比较较不不同同方方式式堆堆积积时时金金属属晶晶体体的的配配位位数数、原原子子的的空空间间利利用用率率、晶胞的区别。晶胞的区别。 2、请请同同学学们们以以小小组组为为单单位位，运运用用桌桌面面所所提提供供的的材材料料，尝尝试试将将直直径径相相等等的的圆圆球球放放置置在在桌桌面面上上，使使球球面面紧紧密密接接触触进行排列，看看有哪几种排列方式？进行排列，看看有哪几种排列方式？提学自示自学内容自学内容P73页页二二-P76页页内容内容 自学方法自学方法4三、金属晶体的原子堆积模型由于金属键没有方向性，每个金属原子中的电子分布基本是球对称的，所以可以把金属晶体看成是由直径相等的圆球的三
3、维空间堆积而成的。理论基础：组成晶体的金属原子在没有其他因素影响时，在空间的排列大都遵循紧密堆积原理。这是因为金属键没有方向性，因此都趋向于使金属原子吸引更多的其他原子分布于周围，并以紧密堆积方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。堆积原理：4释点重疑5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。空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体积百分数，用来表示紧密堆积的程度。配位数：在晶体中，一个粒子周围等距且最近的微粒数目。三、金属晶体的原子堆积模型1.几个概念总总纳纳归归结结6I型II型配位数为4配位数为6密置层非密置层12341234562.金属晶体的原子在二维平面堆
4、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()型方式排列，剩余的空隙较大，称为非密置层；按()型方式排列，圆球周围剩余空隙最小，称为密置层。释点重疑7为清晰起见，我们使金属原子不相接触，以便更好地考察这种堆积的晶胞3.金属晶体的原子在三维空间堆积模型相邻非密置层原子的原子核在同一直线上的堆积（1）简单立方堆积（Po型）:只有金属（Po）采取这种堆积方式释点重疑简单立方堆积，属于非密置层堆积，每个晶胞含_1_个原子，配位数为6，空间利用率52%8简单立方堆积raa=2r9（2）体心立方堆积(K型):体心立方堆积，属于非密置层堆积，每个晶胞含_个原子，
5、配位数为，空间利用率_，许多金属采取这种堆积方式2868%（如碱金属、Fe、Cr）。10体心立方堆积racb11123456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)123456AB，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。思考：密置层的堆积方式有哪些？12金属晶体的两种最密堆积方式镁型铜型13123456123456（镁型）123456第三层的其中一种排列方式，是将球对准第一层每一个球，于是每两层形成一个周期，即ABAB堆积方式。(3)六方最密堆积14下图是镁型紧密堆积的前视图ABABA123456这种堆积属于最密
6、置层堆集许多金属（如Mg、Zn、Ti等）采取这种堆积方式。(3)六方最密堆积配位数12。(同层6，上下层各3)，空间利用率为74%15(3)六方最密堆积（镁型）六方最密堆积，属于密置层堆积，每个晶胞含_个原子，配位数为，空间利用率_，许多金属采取这种堆积方式21274%（如Mg、Zn、Co、Ti）16123456123456（铜型）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。412356(4)面心立方最密堆积17123456ABC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)下图是铜型型紧密堆积
7、的前视图ACBACBA18铜型（面心立方最密堆积)BAACCB1ABC铜型面心立方晶胞的抽取BBAC19(4)面心立方最密堆积（铜型）面心立方最密堆积，属于密置层堆积，每个晶胞含_个原子，配位数为，空间利用率_，许多金属采取这种堆积方式41274%（如Cu、Ag、Au、Ni、Pb、Ca）20例2：求面心立方晶胞的空间利用率.解：晶胞解：晶胞边长为a，原子半径，原子半径为r.由勾股定理：由勾股定理： a 2 + a 2 = (4r)2 a = 2.83 r每个面心立方晶胞含原子数目：每个面心立方晶胞含原子数目： 8 1/8 + 6 = 4 = (4 4/3 r 3) / a 3 = (4 4/3
8、 r 3) / (2.83 r ) 3 100 % = 74 %21简单立方Po型钾型（体心立方密堆积）镁型（六方最密堆积）铜型（面心立方最密堆积）22堆积方式及性质小结面心立方六方体心立方简单立方74%74%68%52121286Cu、Ag、AuMg、Zn、TiNa、K、FePo22231.有有四四种种不不同同堆堆积积方方式式的的金金属属晶晶体体的的晶晶胞胞如如图图所所示示，有有关关说说法法正确的是正确的是() A.为简单立方堆积，为简单立方堆积，为镁型，为镁型，为钾型，为钾型，为铜型为铜型B.每个晶胞含有的原子数分别为每个晶胞含有的原子数分别为1个，个，2个，个，2个，个，4个个C.晶胞中
9、原子的配位数分别为晶胞中原子的配位数分别为6，8，8，12D.空间利用率的大小关系为空间利用率的大小关系为 B242、 (1)Cu2O在在 稀稀 硫硫 酸酸 中中 生生 成成 Cu和和CuSO4。铜铜晶晶胞胞结结构构如如右右图图所所示示，铜铜晶晶体体中中每每个个铜铜原原子子周周围围距距离离最最近近的的铜铜原原子子数数目为目为 。 (2)Al单单质质为为面面心心立立方方晶晶体体，其其晶晶胞胞参参数数a0.405 nm，晶晶胞胞中中铝铝原原子子的的配配位位数数为为 。列列式式表表示示Al单单质质的的密密度度_ gcm3(不必计算出结果不必计算出结果)。 253.回答下列问题：回答下列问题：(1)图
10、图甲甲所所示示为为二二维维平平面面晶晶体体示示意意图图，所所表表示示的的化化学学式为式为AX3的是的是 (填序号填序号)。(2)图乙为金属铜的一个晶胞，请完成以下各题。图乙为金属铜的一个晶胞，请完成以下各题。 b264C该晶胞该晶胞“实际实际”拥有的铜原子数是拥有的铜原子数是 个。个。该晶胞称为该晶胞称为 (填序号填序号)。A.六方晶胞六方晶胞B.体心立方晶胞体心立方晶胞C.面心立方晶胞面心立方晶胞此此晶晶胞胞中中立立方方体体的的边边长长为为a cm，Cu的的相相对对原原子子质质量量为为64，金金属属铜铜的的密密度度为为 gcm 3，则则阿阿伏伏加加德德罗罗常常数数为为 (用含用含a、的代数式
11、表示的代数式表示)。 27(3)1 183 K以以下下纯纯铁铁晶晶体体的的基基本本结结构构单单元元如如图图1所所示示，1 183 K以以上上转转变变为为图图2所所示示的的基基本本结结构构单单元元，在在两两种种晶晶体体中中最最邻邻近近的的铁铁原子间距离相同。原子间距离相同。铁铁原原子子的的简简化化电电子子排排布布式式为为 ；铁铁晶晶体体中中铁铁原原子子以以 键键相互结合。相互结合。图图1和图和图2中，铁原子的配位数之比为中，铁原子的配位数之比为 。纯纯铁铁晶晶体体在在晶晶型型转转变变前前后后，两两者者基基本本结结构构单单元元的的边边长长之之比比为为(1 183 K以下与以下与1 183 K以上之
12、比以上之比) 。28转转变变温温度度前前后后两两者者的的密密度度之之比比为为(1 183 K以以下下与与1 183 K以上之比以上之比) 。(4)金金晶晶体体的的晶晶胞胞是是面面心心立立方方体体，金金原原子子的的直直径径为为d cm，用用NA表表示示阿阿伏伏加加德德罗罗常常数数，M表表示示金金的的摩摩尔尔质质量量(单单位位：gmol1)。欲欲计计算算一一个个晶晶胞胞的的体体积积，除除假假定定金金原原子子是是刚刚性性小小球球外外，还还应应假假定定距距离离最最近近的的两两金金原原子子间间相相接接触触，即即相相切切。金金晶晶体体每每个个晶晶胞胞中中含含有有 个个金金原原子子。1个个晶晶胞胞的的体积为体积为 cm3。金晶体的密度为。金晶体的密度为 gcm3。4291、通过本节课的学习你有哪些收获？、通过本节课的学习你有哪些收获？2、尝试画出本节课思维导图。、尝试画出本节课思维导图。建主自网30 整理课堂笔记，复习所学内容整理课堂笔记，复习所学内容 一遍过一遍过P70-71页过基础页过基础 一遍过一遍过P70-72页过能力页过能力作人因业31谢谢各位同行的指正！谢谢各位同行的指正！Thank to your trust！
