1、第三节 金属晶体（2）,-金属晶体的原子堆积模型,教学目标,知识与能力 了解金属晶体的4种基本堆积模型 了解金属晶体性质的一般特点 理解金属晶体的类型与性质的关系 情感态度与价值观：培养学生的合作意识 教学难点重点 金属晶体的4种基本堆积模型 教学方法： 活动探究法,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,1、几个概念,紧密堆积：,在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒个数,晶体的空间被微粒占满的体积百分数，用它来表示紧密堆积的程度,配位数：,空间利用率：,空间利用率的计算,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
2、%晶胞体积,探究1： 平面上金属原子紧密排列的方式,4组乒乓球（3个排成一条直线的）将乒乓球放置在平面上，排成4排，使球面紧密接触，有哪些排列方式？,2、金属晶体的原子在二维平面堆积模型,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（b）图方式排列，圆球周围剩余空隙最小，称为密置层；按（a）图方式排列，剩余的空隙较大，称为非密置层。,（a）非密置层 （b）密置层,平面上金属原子紧密排列的两种方式,配位数为4,配位数为6,1,1,2,2,3,3,4,4,5,6,4个小球形成一个四边形空隙，一种空隙。见“ ”。,3个小球形成一个三角形空隙，两种空隙。一 种：
3、见“ ”另一种： 见“ ”,思考：,金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？,3、金属晶体的原子在三维空间堆积模型,三维空间里非密置层金属原子的堆积方式,先将两组小球以非密置层的排列方式排列在一个平面上：在其上方再堆积一层非密置层排列的小球，使相邻层上的小球紧密接触，有哪些堆积方式？,三维空间里非密置层的 金属原子的堆积方式,（1） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球的球心,（2） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球形成的空穴,简单立方晶胞,（1）简单立方堆积,a.配位数：,1,2,3,4,5,6,6,同层4，上下层各1,b.简单立方晶胞平均占有的原子数目：,每个晶胞只含一个原子，空间利用率低
4、，只有金属钋（Po）采取这种堆积方式。,c.金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：,a = 2 r,体心立方晶胞,（2）体心立方堆积,a.配位数：,8,1,2,3,4,5,6,7,8,上下层各4,b.体心立方晶胞平均占有的原子数目：,许多金属是这种堆积方式，如碱金属,c.金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：,b = 4 r,三维空间里密置层金属原子的堆积方式,将密置层的小球在一个平面上黏合在一起，再一层一层地堆积起来（至少堆4层），使相邻层上的小球紧密接触，有哪些堆积方式？ 注意：堆积方式的周期性,三维空间里密置层的 金属原子的堆积方式,（1） ABAB 堆积方式,（2） ABC
5、ABC 堆积方式,第二层 “心对空”,1,2,3,4,5,6,第二层小球的球心对准第一层的 1、3、5 位（）或对准 2、4、6 位（）。 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。,俯视图,A,B,A,B,A,（1）ABAB堆积方式,第三层小球对准第一层的小球。 每两层形成一个周期地紧密堆积。,第三层“心对心”,（2）ABCABC堆积方式,第三层小球对准第一层小球空穴的2、4、6位。 第四层同第一层。 每三层形成一个周期地紧密堆积。,A,B,A,B,C,A,C,第三层“心对空”,俯视图：,ABAB堆积方式,ABCABC堆积方式,（1）ABAB堆积方式, 六方最密堆积,
6、（镁）,六方最密堆积图,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,12,a.配位数：,同层 6，上下层各 3,b.六方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：,= 6,+ 3,（2）ABCABC堆积方式,面心立方最密堆积,（铜）,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,12,a.配位数：,同层 6，上下层各 3,b.面心立方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：,六方最密堆积,面心立方最密堆积,金属晶体的两种最密堆积方式,拓展,（1）六方紧密堆积的晶胞中： 金属原子的半径r与六棱柱的边长a、高h有什么关系？及空间利用率计算。（2）面心立方紧密堆积的晶胞中： 金属原子的半径r与正方体
7、的边长a有什么关系？及空间利用率计算。,金属原子的半径 r 与六棱柱的边长 a、高 h 的关系：,a = 2 r,六方最密堆积的空间利用率计算,解：,在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：,金属原子的半径r与正方体的边长a的关系：,面心立方最密堆积的空间利用率计算,理解金属晶体中原子的堆积方式,六方堆积,面心立方堆积,体心立方堆积,立方堆积,钾型,铜型,钋型,镁型,Po (钋),52%,6,K、Na、Fe,68%,8,Mg、Zn、Ti,74%,12,Cu, Ag, Au,74%,12,练习：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）铜的金属半径 r,a,a,r,r,o,r,r,提示： 数出面心立方中的铜的个数：,
