金属晶体堆积模型复习及计算(公开课)

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）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。1234567882（IA，VB，VIB）（2）钾型(体心立方堆积)非密置层堆积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123456123456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。123456123456123456铜型123456此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC配位都是数12(同层6，上下层各3)铜型ABABA镁型123456789101112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。1200平行六面体回顾镁型的晶胞找铜型的晶胞BCA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：681212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（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3、复习：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)34πr3/3=52.36%微粒数为：8×1/8=11.晶体中原子空间利用率的计算（2）计算晶胞的体积（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：8×1/8+1=2请计算：空间利用率？以体心立方晶胞为例，计算晶胞中原子的空间占有率。配位数：8小结：（2）钾型(体心立方堆积)（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+6×1/2=4请计算：空间利用率？aa222计算面心立方晶胞中原子的空间占有率:面心小结：（3）面心立方：属于1个晶胞微粒数为：8×1/8+6×1/2=4空间利用率：(2×1.414r)34×4πr3/3=74.05%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°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：22360sinaaaSaaah3623622的四面体高边长为先求S再求S)2(3423个球晶胞中有球rV%05.74%100晶胞球VVa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⑴晶胞的边长；⑵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ρ=2×183.9/6.02×1023×(0.316×10-7)3=19.36g/cm3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=10-9m=10-7cm复习1pm=10-12m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——————。ABCDFEZXY1:1DC2或C2DEF或FEXY2Z甲乙丙丁练2：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8×1/8+6×1/2=4晶胞中所含金属原子数为12×1/6+2×1/2+3=6练3：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％121286Cu、Ag、AuMg、Zn、TiNa、K、FePo体心立方堆积配位数：8面心（铜型）堆积方式的空间利用率计算aa面心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/cm3，试求（1）图中正方形边长a，（2）铜的原子半径RaRRorr课外练习aRR1、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/cm3，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ρ=4×63.54/6.02×1023×(R×10-7)3=8.936g/cm31nm=10-9m=10-7cm复习1pm=10-12mR=nm2、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