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1、金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式苏教版选修苏教版选修3 3物质结构与性质物质结构与性质2021/8/9 星期一1一、理论基础：一、理论基础：由于金属键没有方向性，每个金属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以可以把金属晶体看成是由直径相等的圆球的三维空间堆积而成的。圆球的三维空间堆积而成的。（一）一维堆积（一）一维堆积二、金属堆积方式二、金属堆积方式2021/8/9 星期一2（二）二维堆积（二）二维堆积I I 型型II II 型型行列对齐四球一行列对齐四球一空空 非最紧密排列非最紧密排列行列相错
2、三球一行列相错三球一空最紧密排列空最紧密排列密置层密置层非密置层非密置层2021/8/9 星期一3（三）三维堆积（三）三维堆积密置层密置层非密置层非密置层2021/8/9 星期一41.1.简单立方堆积：简单立方堆积：三、金属晶体基本构型三、金属晶体基本构型 边长边长 =2r=2r非最紧密堆积，非最紧密堆积，空间利用率低空间利用率低2021/8/9 星期一5 例：例：金属钾金属钾 K K 的体的体心立方堆积心立方堆积 （2 2）体心立方堆积（）体心立方堆积（A A2 2）：）：体对角线体对角线 =4r=4r3 3边长边长=4 r/3=4 r/32021/8/9 星期一6(3)(3)六方紧密堆积（
3、六方紧密堆积（A A3 3）123456于是每两层形成一个周期，即：于是每两层形成一个周期，即：ABAB、AB AB 堆积方式，形成六方紧密堆积堆积方式，形成六方紧密堆积。各层均为密置层各层均为密置层2021/8/9 星期一7A AB BA AB BA A(3)(3)六方紧密堆积六方紧密堆积2021/8/9 星期一8A AA AA AA AB BB B2021/8/9 星期一9密密置置层层边长边长 =2r=2r高高 =4 r/3=4 r/36 62021/8/9 星期一10(4)(4)面心立方紧密堆积（面心立方紧密堆积（A A1 1）123456123456123456A AB BC C202
4、1/8/9 星期一11ABCAABC(4)(4)面心立方紧密堆积面心立方紧密堆积2021/8/9 星期一121234562021/8/9 星期一13BCA2021/8/9 星期一14边长边长 =2 r=2 r面对角线面对角线 =4r=4r密置层密置层2 22021/8/9 星期一15四、晶体中有关计算四、晶体中有关计算1.晶胞中微粒数的计算晶胞中微粒数的计算(1)简单立方：在立方体顶点的微简单立方：在立方体顶点的微粒为粒为8个晶胞共享，个晶胞共享，空间利用率：空间利用率：(2r)(2r)3 34 4r r3 3/3/3=52.36%=52.36%微粒数为：微粒数为：81/8=12021/8/9
5、 星期一16（2）体心立方：在立方体顶）体心立方：在立方体顶点的微粒为点的微粒为8个晶胞共享，处个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于于体心的金属原子全部属于该晶胞。该晶胞。（3）六方晶胞：在六方体顶）六方晶胞：在六方体顶点的微粒为点的微粒为6个晶胞共有，在个晶胞共有，在面心的为面心的为2个晶胞共有，在体个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。内的微粒全属于该晶胞。微粒数为：微粒数为：121/6+21/2+3=6 微粒数为：微粒数为：81/8+1=22021/8/9 星期一17（4）面心立方：在立方体顶点的微粒为）面心立方：在立方体顶点的微粒为8个个晶胞共有，在面心的为晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。个晶胞共有。微粒数为：微粒数为：81/8+61/2=4 空间利用率：空间利用率：(21.414r)(21.414r)3 34444r r3 3/3/3=74.05%=74.05%2021/8/9 星期一182.配位数：配位数：每个小球周围距离最近的小球数每个小球周围距离最近的小球数简单立方堆积：简单立方堆积：体心立方堆积：体心立方堆积：六方紧密堆积：六方紧密堆积：面心立方紧密堆积：面心立方紧密堆积：6812122021/8/9 星期一19