金属晶体金属堆积方式.ppt

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1、晶体结构金属晶体TiTi金属样品1、金属共同的物理性质容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。金属为什么具有这些共同性质呢?2、金属的结构（1）定义：金属离子和自由电子之间的相互作用。（2）成键微粒:金属阳离子和自由电子（3）键的存在:金属单质和合金中（4）方向性:无方向性（5）键的本质:电子气理论金属原子脱落下来的价电子形成遍布整晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。（6）键的强弱:阳离子半径；所带电荷阳离子所带电荷多、半径小－－－－金属键　　　　　　　　　　　　强

2、，熔沸点高㈠、金属键组成粒子：金属阳离子和自由电子作用力：金属键（电子气理论）㈡、金属晶体：概念：金属阳离子和自由电子通过金属键作用形成的晶体【讨论1】金属为什么易导电？在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。3、金属晶体的结构与金属性质的内在联系⑴、金属晶体结构与金属导电性的关系【讨论2】金属为什么易导热？自由电子在运动时经常与金属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域

3、里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。⑵、金属晶体结构与金属导热性的关系【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？原子晶体受外力作用时，原子间的位移必然导致共价键的断裂，因而难以锻压成型，无延展性。而金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没有方向性，各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。⑶、金属晶体

4、结构与金属延展性的关系⑷、金属晶体结构具有金属光泽和颜色由于自由电子可吸收所有频率的光，然后很快释放出各种频率的光，因此绝大多数金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金属（如铜、金、铯、铅等）由于较易吸收某些频率的光而呈现较为特殊的颜色。当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向杂乱、晶格排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。4.金属晶体熔点变化规律熔点最低的金属：汞（常温时成液态）熔点很高的金属：钨（3410℃）铁的熔点：1535℃一般情况下，金属晶体熔点由金属键强弱决定：金属阳离子半径越小，所

5、带电荷越多，自由电子越多，金属键越强，熔点就相应越高，硬度也越大。如：NaMgAlLiNaKRbCs合金(1)定义：把两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质叫做合金。例如，黄铜是铜和锌的合金（含铜67%、锌33%）；青铜是铜和锡的合金（含铜78%、锡22%）；钢和生铁是铁与非金属碳的合金。故合金可以认为是具有金属特性的多种元素的混合物。(2)合金的特性①合金的熔点比其成分中金属(低，高，介于两种成分金属的熔点之间；)②具有比各成分金属更好的硬度、强度和机械加工性能。低二

6、.金属晶体的原子堆积模型（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，按左图方式排列，剩余的空隙较大，称为非密置层；按右图方式排列，圆球周围剩余空隙较小，称为密置层。二维平面堆积方式行列对齐,四球一空非最紧密排列行列相错,三球一空最紧密排列密置层非密置层配位数：4配位数：6三维空间堆积方式Ⅰ.简单立方堆积非密置层的三维堆积方式晶胞内原子数：配位数：空间利用率：典型金属：立方晶胞（钋）Po52％61Na、K、Cr、Mo、W等属于

7、体心立方堆积。Ⅱ.体心立方堆积（钾型）这是非密置层另一种堆积方式，将上层金属填入下层金属原子形成的凹穴中,得到的是体心立方堆积。Ⅱ.体心立方堆积（钾型）晶胞内原子数：2配位数：8空间利用率：68％典型金属：K、Na、Fe体心立方晶胞第一层：三维空间堆积方式密置层的三维堆积方式123456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。两个密置层密置堆积

8、三个密置层密置堆积六方堆积面心立方堆积上图是此种六方堆积的前视图ABABA第一种：将第三层球对准第一层的球123456于是每两层形成一个周期，即ABAB堆积方式，形成六方堆积。配位数12(同层6，上下层各3)Ⅲ.六方堆积（镁型）镁、锌、钛等属于六方堆积六方最密堆积分解图镁型（AB型六方最密堆积）BABABA镁型晶胞的抽取BAB六方晶胞晶胞内原子数：2配位数：12空间利用率：74％典型金属：MgZnTi第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的1，3，5位，不同于AB两