金属晶体堆积方式口诀

活动与探究1: 平面上金属原子紧密排列的方式 从水槽盒子里取出： 4组等径小球(3个排成一条直线的) 将等径小球放置在平面上，排成4排，使球 面紧密接触，有哪些排列方式？

平面上金属原子紧密排列的两种方式

2

2

3 4 5

14

3

1

6

配位数为4

配位数为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： △ 见“ ” 另一种：▽ 见“ ”

平面上金属原子紧密排列的两种方式

2

2

3 4 5

14

3

1

6

配位数为4 非密置层放置

配位数为6 密置层放置

活动与探究2 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

(1)简单立方堆积

Po

简 单 立 方 晶 胞

①配位数： 6

同层4,上下层各1

2 1 4 3 1 4

6 2 3 5

②简单立方晶胞平均占有的原子数目：

1 ×8 = 1 8

③金属原子半径 r 与正方体边长

分子的密堆积(与CO2分子距离最近的 CO2分子共有12个 )干冰的晶体结构图

金刚石的晶体结构示意图109º 28´

共价键

①金刚石中每个C原子以sp3杂化，分别与4个 相邻的C 原子形成4个σ 键，故键角为 109°28′,每个C原子的配位数为4; ②每个C原子均可与相邻的4个C构成实心的正 四面体，向空间无限延伸得到立体网状的金刚 石晶体，在一个小正四面体中平均含有 1+4×1/4 =2个碳原子； ③在金刚石中最小的环是六元环，1个环中平 均含有6×1/12=1/2个C原子，含C-C键数为 6×1/6=1; ④金刚石的晶胞中含有C原子为8个，内含4个 小正四面体，含有C-C键数为16。

二氧化硅晶体结构示意图Si O109º 28´

180º

共价键

①二氧化硅中Si原子均以sp3杂化，分别 与4个O原子成键，每个O原子与2个Si原子 成键； ②晶体中的最小环为十二元环，其中有6 个Si原子和6个O原子，含有12个Si-O键； 每个Si原子被12个十二元环共有，每个O原 子被6个十二元环共有，每个Si-O键被6个 十二元环共有；每个十二元环所拥有的Si 原子数

二、 金属晶体的原子堆积模型

金属晶体原子平面排列方式有几种？探究 2 2 1 A 4 3 1 A 6 5 4 3

配位数为4 非密置层

配位数为6 密置层

非密置层层层堆积情况1: 相邻层原子在同一直线上的堆积

金属晶体的堆积方式──简单立方堆积

简单立方堆积

配位数：6 晶胞含金属原子数 1

例： (Po)

非密置层层层堆积情况2: 相邻原子层上层原子填入下层原子的凹穴中

体心立方堆积

体心立方堆积

配位数： 8 晶胞含金属原子数: 2 金属晶体的堆积方式──钾型

密置层堆积方式不存在两层原子在同一直线 的情况，只有相邻层紧密堆积方式，类似于钾型。思考：第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式有几种？

1 6

2 3 6

1 5

23 4 6

15

23 4

5

4

,

思考：对第一、二层来说，第

三层可以最紧密的堆积方式有A B

几种？

一种是将球对准 第一层的球。

另一种排列方式，是 将球对准第一层的 2 ,4,6 位

1 6 5

23 4 6 5 4 1 2 3

一种是将球对准 第一层的球。

下图是此种六方 紧密堆积的前视图 A

1 6 5

23 4

B

A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。 B A

六方密堆积

配位数： 12 。 ( 同层 6,上下层各 3 )晶胞含

金属的晶体结构

1、金属的晶体结构

金属在固态下原子呈有序、有规则排列。

晶体有规则的原子排列，主要是由于各原子之间的相互吸引力与排斥力相平衡。

晶体特点： （1）有固定熔点，

（2）原子呈规则排列，宏观断口有一定形态且不光滑 （3）各向异性，由于晶体在不同方向上原子排列的密度不同，所以晶体在

不同方向上的性能也不一样。

三种常见的晶格及分析

（1）体心立方晶格：铬，钒，钨，钼，α-Fe。1/8*8+1=2个原子

（2）面心立方晶格：铝，铜，铅，银，γ-Fe。1/8*8+1/2*6=4个原子

（3）密排六方晶格：镁，锌。6个原子?用以描述原子在晶体中排列的空间格子叫晶格

体心立方晶格 面心立方晶格

密排六方晶格

2、金属的结晶

结晶的概念：金属材料通常需要经过熔炼和铸造，要经历有液态变成固态的凝固过程。金属由原子的不规则排列的液体转变为规则排列的固体过程称为结晶。

结晶过程 ：不断产生晶核和晶核长大的过程 冷却曲线：

过冷现象：实际上有较快的冷却速度。

过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差，过冷度。 金属结晶后晶粒大小

一般来说，晶粒越细小，材料的强度和硬度越高，塑性韧性越

第三节 金属晶体

第1课时 金属键、金属晶体的原子堆积模型

[目标要求] 1.掌握金属键的含义和金属晶体的结构特点。2.能用金属键理论解释金属的一些物理性质。3.掌握金属晶体的原子堆积模型的分类及结构特点。

一、金属键 1．本质

描述金属键本质的最简单理论是“________理论”。该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的__________形成遍布整块晶体的“__________”，被所有原子所共用，从而把所有金属原子维系在一起。

2．金属晶体

在金属单质的晶体中，原子之间以________相互结合，构成金属晶体的粒子是___和____________。

3．金属键的强度差别________，例如，金属钠的熔点较低，硬度较小，而钨是熔点最高的金属，这是由于________________________不同的缘故。一般来说，金属的____________越小，金属键越强，金属的____________越多，金属键越强。

4．金属材料有良好的延展性，由于金属键________方向性，当金属受到外力作用时，____________________________________而不会破坏金属键；金属材料有良好的导电性是由于金属晶体中的______

纸箱堆码测试的计算标准 堆码强度及堆码载荷

堆码强度指仓库储存的瓦楞纸箱包装在静态压力之下堆垛，即将坍塌之前所能承受的载荷。堆码强度可通过堆码强度实验进行测试，也可根据测试的抗压强度进行推算。堆码强度中所指的载荷均指最低层的纸箱承受载荷，即最低层箱的堆码强度。堆码强度的表达式： Pw＝(H－h)/h×K×W(公式一) 式中：Pw——堆码载荷kg h——瓦楞纸箱外部高度cm W——商品重量(产品加箱重)kg H——箱体堆码高度cm

K——瓦楞纸箱的疲劳系数，与堆码时间有关

向左转|向右转

当箱体的堆码高度H受运输工具、仓库以及气候条件的制约。如水运时，在船舱内的箱体堆码高度一般不超过6米。箱体的堆码强度与堆码高度可由堆码实验得出，比理论计算的结果更为准确。还有一些其他的方法也可以用来确定在堆码强度允许的范围内最大的堆码层数。 安全系数法

安全系数指瓦楞纸箱在实际堆码情况下所具有的安全程度。用公式表达就是纸箱的抗压强度与其最大堆码负荷之比。

纸箱的抗压强度是在瞬时动态使纸箱损坏的负荷，而堆码强度则是指纸箱在持久静态下所能承受的符合，所以前者比后者大的多。两者之间有一定的比例关系，即为安全系数。 K＝P/Ps (公式二)

金属晶体 离子晶体

一、选择题

1、某晶体不导电，在熔融状态下能被电解，则该晶体是( )

A、分子晶体 B、原子晶体 C、离子晶体 D、金属晶体

2、下列各组物质中作用力和晶体类型完全相同的一组是( )

A、CO2 SiO2 SO2 NO2 B、NaCl NH4Cl HCl KCl

C、H2 N2 He Fe D、金刚石 水晶 晶体硅 金刚砂(SiC)

3、据报道，科学家用激光把石墨“炸松”，再射入氮气流，并用射频电火花处理，可得到一种硬似金刚石的化合物。有关叙述不正确的是( )

A、两种单质反应物在通常状态下均很不活泼 B、该化合物呈片状结构

C、该化合物中原子间作用力只有共价键，键长短，形成空间网状结构 D、碳氮键比金刚石中碳碳键强

4、下列事实能说明A元素的金属性一定比B元素强的是( ) A、A的熔点比B的熔点高

B、发生氧化还原反应时，A元素原子失去的电子比B原子多 C、B阳离子的氧化性比A阳离子氧化性强 D、A能与水剧烈反应放出氢气，而B不能

5、下列特性适合金属晶体的是(

教学课件!!!

第二章 金属与合金的晶体结构

硅表面原子排列

碳表面原子排列

教学课件!!!

第一节 晶体的基本知识金属的性能是由其组织结构决定的，其 中结构指的就是晶体结构。金属的晶体 结构就是其内部原子的排列方式，因为 金属是晶体，所以称为晶体结构。

教学课件!!!

一、晶体与非晶体1、晶体：原子在三维空间内的周期性规则排列。 长程有序，各向异性。 2、非晶体：原子在三维空间内不规则排列。 长程无序，各向同性。 3、在自然界中除少数物质(如普通玻璃、松香、石蜡 等)是非晶体外，绝大多数都是晶体，如金属、合 金、硅酸盐，大多数无机化合物和有机化合物，甚 至植物纤维都是晶体。

教学课件!!!

一、晶体与非晶体

金属晶体模型

教学课件!!!

晶体与非晶体的性能区别 有些晶体具有规 则的多面体外形， 如水晶；有些则 没有规则整齐的 外形，如金属。 晶体有固定的 熔点，而非晶体 则没有。

教学课件!!!

晶体与非晶体的转变 晶体与非晶体在一定条件下可以相互转变

1. 玻璃经长时间加热能变为晶态玻璃；

2. 金属从高温液态急冷，可变为非晶态金属；3. 非晶态金属具有高的强度与韧性等一系列突出

性能，近年来已为人们所重视。

教学课件!!!

二、金属键 金属原子结合方式1. 金属键：

教学课件!!!

第二章 金属与合金的晶体结构

硅表面原子排列

碳表面原子排列

教学课件!!!

第一节 晶体的基本知识金属的性能是由其组织结构决定的，其 中结构指的就是晶体结构。金属的晶体 结构就是其内部原子的排列方式，因为 金属是晶体，所以称为晶体结构。

教学课件!!!

一、晶体与非晶体1、晶体：原子在三维空间内的周期性规则排列。 长程有序，各向异性。 2、非晶体：原子在三维空间内不规则排列。 长程无序，各向同性。 3、在自然界中除少数物质(如普通玻璃、松香、石蜡 等)是非晶体外，绝大多数都是晶体，如金属、合 金、硅酸盐，大多数无机化合物和有机化合物，甚 至植物纤维都是晶体。

教学课件!!!

一、晶体与非晶体

金属晶体模型

教学课件!!!

晶体与非晶体的性能区别 有些晶体具有规 则的多面体外形， 如水晶；有些则 没有规则整齐的 外形，如金属。 晶体有固定的 熔点，而非晶体 则没有。

教学课件!!!

晶体与非晶体的转变 晶体与非晶体在一定条件下可以相互转变

1. 玻璃经长时间加热能变为晶态玻璃；

2. 金属从高温液态急冷，可变为非晶态金属；3. 非晶态金属具有高的强度与韧性等一系列突出

性能，近年来已为人们所重视。

教学课件!!!

二、金属键 金属原子结合方式1. 金属键：

第一章 金属的晶体结构

(一)填空题 3．金属晶体中常见的点缺陷是 空位、间隙原子和置换原子 ，最主要的面缺陷是 。 4．位错密度是指 单位体积中所包含的位错线的总长度 ，其数学表达式为??L。 V5．表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做 晶格 ，而晶胞是指 从晶格中选取一个能够完全反应晶格特征的最小几何单元 。

6．在常见金属晶格中，原子排列最密的晶向，体心立方晶格是 [111] ，而面心立方晶格是 [110] 。

7 晶体在不同晶向上的性能是 不同的 ，这就是单晶体的 各向异性现象。一般结构用金属为 多 晶体，在各个方向上性能 相同 ，这就是实际金属的 伪等向性 现象。 8 实际金属存在有 点缺陷 、 线缺陷 和 面缺陷 三种缺陷。位错是 线 缺陷。

9．常温下使用的金属材料以 细 晶粒为好。而高温下使用的金属材料在一定范围内以粗 晶粒为好。

10．金属常见的晶格类型是 面心立方、 体心立方 、 密排六方 。

11．在立方晶格中，各点坐标为：A (1，0，1)，B (0，1，1)，C (1，1，1/2)，D(1/2，1，1/2)，那么AB