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1、專題3 微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì) 第一單元 金屬鍵金屬晶體 南靖一中 沈建忠,（第二課時(shí)）,黃鐵礦,螢 石,水晶,綠色魚眼石,菱錳礦,二、晶體,1.晶體與非晶體,(1)晶體：內(nèi)部微粒（原子、離子或分子）在空間按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。,(2)非晶體：內(nèi)部原子或分子的排列呈現(xiàn)雜亂無章的分布狀態(tài)。,2.晶體的特性,（1）具有規(guī)則的幾何外形。,（2）自范性：在適宜條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形。,（3）各向異性：晶體在不同方向上表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)。,（4）對(duì)稱性：晶體的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特有的對(duì)稱性。,（5）有固定的熔點(diǎn)而非晶態(tài)沒有。,3.晶體的種類,根據(jù)內(nèi)

2、部微粒的種類和微粒間的相互作用不同，將晶體分為離子晶體、金屬晶體、原子晶體和分子晶體。,4、晶胞：從晶體中“截取”出來具有代表 性的最小部分。是能夠反映晶體結(jié)構(gòu) 特征的基本重復(fù)單位。,整個(gè)晶體就是晶胞按其周期性在二維空間重復(fù) 排列而成的。這種排列必須是晶胞的并置堆砌。,晶胞與晶體 磚塊與墻 蜂室與蜂巢,,,,,三、金屬晶體,金屬原子通過金屬鍵形成的晶體稱為金屬晶體。主要有三種晶體類型。,A1A2A3,金屬晶體的原子平面堆積模型,（a）非密置層（b）密置層,哪種排列方式圓球周圍剩余空隙最小？,1、晶體的密堆積和非密置結(jié)構(gòu),（1）、簡(jiǎn)單立方堆積（Po）,2、金屬晶體的原子空間堆積模型,簡(jiǎn)單立方堆積

3、：將非密置層在空間一層一層 的堆積，有兩種堆積方式，其中一種的堆積 如上圖，相鄰非密置層的原子核在同一直線 上，這種堆積方式形成的晶胞為一個(gè)立方體 即簡(jiǎn)單立方。配位數(shù)為6，分別位于上、下 前、后、左、右。這種堆積的空間利用率低。,（2）、體心立方堆積,體心立方堆積：非密置層在空間一層一層 的堆積的另一種方式是將上層的金屬原子 填入下層四個(gè)金屬原子形成的凹穴中，下 一層的原子核與上一層中四個(gè)球圍成的空 在同一直線上。 8 個(gè)頂點(diǎn)上的球互不相切， 但均與體心位置上的球相切。 配位數(shù) 8 ， 空間利用率為 68% 。,K、Na、Cr、Mo、W,（3）、面心立方堆積,在一個(gè)層中，最緊密的堆積方式， 是

4、一個(gè)球與周圍 6 個(gè)球相切，在 中心的周圍形成 6 個(gè)凹位，將其 算為第一層。,第二層 對(duì)第一層來講最緊密的堆積方式是將球?qū)?zhǔn) 1，3，5 位。( 或?qū)?zhǔn) 2，4，6 位，其情形是一樣的 ),,,,關(guān)鍵是第三層，對(duì)第一、二層來說，第 三層可以有兩種最緊密的堆積方式。,,,,,,,,,,,面心立方緊密堆積的前視圖,A,第四層再排 A，于是形成 ABC ABC 三層一個(gè)周期。 得到面心立方堆積。,配位數(shù) 12 。 ( 同層 6， 上下層各 3 ),Au、Ag、Cu、Al,,,,,,,,,ABC ABC 形式的堆積，為什么是面心立方堆積？ 我們來加以說明。,面心立方最密堆積（A一）圖,面心立方最密堆

5、積（A1）分解圖,下圖是六方緊 密堆積的前視圖,A,另一種是將球?qū)?zhǔn)第一層的球。,,,,,,,,于是每?jī)蓪有纬梢粋€(gè)周期，即AB AB 堆積方式，形 成六方緊密堆積。,配位數(shù) 12 。 ( 同層 6，上下層各 3 ),（4）、六方緊密堆積,Mg、Zn、Ti,六方最密堆積（A3）圖,六方最密堆積（A3）分解圖,3、歸納和總結(jié)：三維堆積四種方式,,,簡(jiǎn)單立方堆積,鉀型體心立方,,由非密置層一層一層堆積而成,,, , ,鎂型,銅型,,金屬晶體的兩種最密堆積方式,,面心立方堆積,六方堆積,4. 常見三種密堆積的晶胞,六方晶胞,六方密堆結(jié)構(gòu)晶胞,面心立方晶胞,面心立方結(jié)構(gòu)晶胞,體心立方晶胞,體心立方結(jié)構(gòu)晶

6、胞,四、晶胞中粒子數(shù)的求算（均攤法） 1、方法：,（1）處于頂點(diǎn)的粒子，同時(shí)為8個(gè)晶胞所共有，每個(gè)粒子有1/8屬于該晶胞；,（2）處于棱上的粒子，同時(shí)為4個(gè)晶胞所共有，每個(gè)粒子有1/4屬于該晶胞；,（4）處于晶胞內(nèi)部的粒子，則完全屬于該晶胞。,（3）處于面上的粒子，同時(shí)為2個(gè)晶胞所共有，每個(gè)粒子有1/2屬于該晶胞；,2.三種金屬晶體晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算,(1)六方晶胞：在六方體頂點(diǎn)的微粒為6個(gè)晶胞共有，在面心的為2個(gè)晶胞共有，在體內(nèi)的微粒全屬于該晶胞。 微粒數(shù)為：121/6 + 21/2 + 3 = 6,（2）面心立方：在立方體頂點(diǎn)的微粒為8個(gè)晶胞共有，在面心的為2個(gè)晶胞共有。 微粒數(shù)為：8

7、1/8 + 61/2 = 4,長方體晶胞中不同位置的粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)： 頂 ----1/8 棱----1/4 面----1/2 心----1,(3)、體心立方：在立方體頂點(diǎn)的微粒為8個(gè)晶胞共享，處于體心的金屬原子全部屬于該晶胞。 微粒數(shù)為：81/8 + 1 = 2,1、合金是指由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬經(jīng)熔煉、燒結(jié)或其他方法組合而成并具有金屬特性的物質(zhì) 。,合金一般是將各組分熔合成均勻的液體，再經(jīng)冷凝而制得的。,五、合金,1)具有超導(dǎo)性質(zhì)的合金，如Nb3Ge，Nb3Al，Nh3Sn，V3Si，NbN等 2)具有特殊電學(xué)性質(zhì)的金屬間化合物，如InTe-PbSe，GaAs-ZnSe等在

8、半導(dǎo)體材料用 3)具有強(qiáng)磁性的合金物，如稀土元素（Ce，La，Sm，Pr，Y等）和Co的化合物，具有特別優(yōu)異的永磁性能,2、合金的特性：,4)具有奇特吸釋氫本領(lǐng)的合金（常稱為貯氫材料），如 LaNi5，F(xiàn)eTi，R2Mg17和R2Ni2Mg15。(R等僅代表稀土 La，Ce，Pr，Nd或混合稀土）是一種很有前途的儲(chǔ)能和換能材料。 5)具有耐熱特性的合金，如Ni3Al，NiAl，TiAl，Ti3Al，F(xiàn)eAl，F(xiàn)e3Al，MoSi2，NbBe12。ZrBe12等不僅具有很好的高溫強(qiáng)度，并且，在高溫下具有比較好的塑性,6)耐蝕的合金，如某些金屬的碳化物，硼化物、氨化物和氧化物等在侵蝕介質(zhì)中仍很耐蝕，若通過表面涂覆方法，可大大提高被涂覆件的耐蝕性能； 7)具有形狀記憶效應(yīng)、超彈性和消震性的合金，如 TiNi，CuZn，CuSi，MnCu，Cu3Al等已在工業(yè)上得到應(yīng)用。,本節(jié)小結(jié)： 1、晶體及晶胞 2、常見金屬三種堆積方式 3、均攤法計(jì)算晶胞中粒子個(gè)數(shù) 4、合金及性質(zhì) 作業(yè)布置： 1、完成書本P37頁內(nèi)容； 2、完成導(dǎo)與學(xué)P25-29,