第二节 金属晶体新课讲义.docxVIP

金属晶体【掌握2个基本概念】1.配位数：在晶体中，与每个微粒紧密相邻的微粒个数空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体积百分数，它用来表示紧密堆积的程度。空间利用率=构成晶胞的独立粒子所占有的总球体体积/立方晶胞的总体积一、金属晶体的原子堆积模型（一）(1)金属原子的一维（线性）排列：(一）.金属原子在二维空间（平面）上有二种排列方式:配位数=4 配位数=6 （a）非密置层????（b）密置层特点：行列对齐四球一空。 行列相错三球一空（二）.非密置层在三维空间里堆积有几种方式1、简单立方堆积[ Po ]配位数：6空间占有率：52%注意：空间占有率=晶胞中所独立拥有的原子的总体积/立方体的体积 在简单立方堆积中满足：a=2r 且独立拥有的原子数=1则：V(立方体）=（2r）3 而V(原子）=4/3 r3故：空间占有率=52%每个晶胞含原子数：1这种堆积方式的空间利用率太低，只有金属钋采取这种堆积方式。2、体心立方堆积-----钾型（ IA，VB，VIB）如果是非密置层上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，每层均照此堆积这种堆积方式的空间利用率显然比简单立方堆积的高多了，许多金属是这种堆积方式，如碱金属，简称为钾型。配位数：8空间占有率：68%每个晶胞含原子数：2注意： 在体心立方堆积中满足：体对角线=4r 且独立拥有的原子数=2假设棱长=a ，则 （4r）3 =3a2 设原子半径为r 、晶胞边长为a ，根据勾股定理，得：2a 2 + a 2 = (4r) 2空间利用率 ? = 晶胞含有原子的体积 / 晶胞体积 ? 100% =（二）密置层的堆积方式 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 ) 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。 第一种是将第三层的球对准第一层的球。于是每两层形成一个周期，即 AB AB 堆积方式，形成六方紧密堆积。 配位数 12 。 ( 同层 6 ，上下层各 3 。 ) 第二种是将第三层的球对准第一层的 2，4，6 位，不同于 AB 两层的位置，这是 C 层。第四层再排 A，于是形成 ABC ABC 三层一个周期。 得到面心立方堆积。 配位数 12 。( 同层 6 ， 上下层各 3 ) 按密置层的堆积方式的第一种：六方密堆积1.镁型[六方密堆积]（Be Mg ⅢB ⅣB ⅦB ）-----(六方最密堆积八面体空隙)。每个晶胞含原子数：2按密置层的堆积方式的第二种：面心立方堆积4、铜型[面心立方]面心立方晶胞的抽取面心立方最密堆积八面体空隙铜型 [面心立方]配位数：12空间占有率：74每个晶胞含原子数：4例2：求面心立方晶胞的空间利用率.解：晶胞边长为a，原子半径为r.由勾股定理： a 2 + a 2 = (4r)2 a = 2.83 r每个面心立方晶胞含原子数目： 8 ? 1/8 + 6 ? ? = 4? = (4 ? 4/3 ?r 3) / a 3 = (4 ? 4/3 ?r 3) / (2.83 r ) 3 ? 100 % = 74 %.【小结】、金属晶体的四种堆积模型对比根据已学知识，请你回答下列问题：（1）写出原子序数最小的第Ⅷ族元素原子的原子结构示意图为： （2）写出3p轨道上有2个未成对电子的元素的符号： Si或S（3）某元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之 王”，其原子的外围电子排布是4s24p4，该元素的名 称是 硒 。（4）根据VSEPR模型，H3O+的分子立体结构为：三角锥形 ， SO2的立体结构为： V形 。（5）金属铁的晶体在不同温度下 有两种堆积方式，晶胞分别 如图所示．则体心立方晶胞 和面心立方晶胞中实际含有 的Fe原子个数之比为 1：2 。过渡金属元素氧化物的应用研究是目前科学研究的前沿之一．2007年诺贝尔物理学奖为法国科学家阿尔贝?费尔和德国科学家彼得?格林贝格尔共同获得，以表彰他们在巨磁电阻效应（CMR效应）研究方面的成就．某钙钛型复合氧化物（如图1），以A原子为晶胞的顶点，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B位是V、Cr、Mn、Fe时，这种化合物具有CMR效应．1）用A、B、O（氧）表示此类特殊晶体的化学式 ；（2）已知La为+3价，当被钙等二价元素A