金属晶体中金属原子堆积

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

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

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

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______

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

第四章 碱金属原子

一、学习要点

1.碱金属原子光谱和能级

(1)四个线系:主线系、第一辅线系（漫）、第二辅线系（锐）、柏格曼系（基）

共振线、线系限波数、波数表达式 (2)光谱项T?Rn?2?R?n??l?2?RZn?22?R?Z??n2?2;n??n??l,Z??nn??l?Z??

(3)起始主量子数Li:n=2 ; Na:n=3 ; K:n=4 ; Rb:n=5 ;Cs:n=6 ; Fr:n=7 (4)碱金属原子能级.选择定则?l??1

(5)原子实极化和轨道贯穿是造成碱金属原子能级与氢原子不同的原因 2．电子自旋

(1)实验基础与内容：电子除具有质量、电荷外，还具有自旋角动量ps称自旋角量子数）和自旋磁矩?s自旋投影角动量

???eme?ps,?s?3?B?s?s?1??,(s?12.

psz?ms?,ms??12称自旋磁量子数

1?l?,l?0??2j?j?1??,j???1,l?0??2(2)单电子角动量耦合：总角动量pj?，称总角量子数（内量子

数、副量子数；总角动量的投影角动量pjz?mj?,mj??j,??j?1?,?,j?1,j，称总磁量子数

(3)描述一个电子的量子态的四个量子数：强场：n,l,ml,

葡萄酒是一种低度 益脑健身的饮料酒,具有延缓衰老 预防心脑血管疾病 预防癌症 美容养颜等四大功效,但是葡萄酒中金属元素过量会对人体造成一定的伤害 概述了葡萄酒中金属元素的来源,金属元素对人体的影响,原子吸收检测金属元素的方法,并对其研究发展进行了展望

酿酒科技·2009年第2期（总第176期）LIQUOR－MAKINGSCIENCE＆TECHNOLOGY2009No．2(Tol．176)

105

原子吸收光谱法测定葡萄酒中金属元素

李

摘

丽1，郭金英1，宋立霞1，侯玉泽1，李

洛阳

华2

杨凌

（1.河南科技大学食品与生物工程学院，河南471003；2.西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西712100）

要：葡萄酒是一种低度、益脑健身的饮料酒，具有延缓衰老、预防心脑血管疾病、预防癌症、美容养颜等四大

功效，但是葡萄酒中金属元素过量会对人体造成一定的伤害。概述了葡萄酒中金属元素的来源，金属元素对人体的影响，原子吸收检测金属元素的方法，并对其研究发展进行了展望。关键词：检测方法；原子吸收光谱法；葡萄酒；金属元素中图分类号：O657.3；TS262.6；TS261.7

文献标识码：B

文章编号：1001－9286（2009）02－0105－05

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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

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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。

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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。

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一、晶体与非晶体

金属晶体模型

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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。

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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。

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二、金属键 金属原子结合方式1. 金属键：

《金属和金属材料》复习学案

一、【复习目标】

1、了解金属的物理特征，知道生铁和钢等重要的合金。

2、掌握金属的化学性质，能灵活应用金属活动性顺序表解决实际问题。 3、了解金属锈蚀条件及防锈措施，增强节约金属资源的意识。 二、【复习过程】 （一）（知识整理） 几种常见的金属： 、 、

纯金属 共性：常温下，大多是 体， 色，有金属光泽，为电

和热的 ，有延展性，密度 ，

物理性质 熔点 。

金属 特性：铜 色，金呈 色；常温下， 为液体。

合金

合金与纯金属的性质比较：硬度： 熔点： 1、与氧气的反应： 、 在常温下就能反应；但 、 在高温下

才与氧气反应； 即使高温也不反应。

金属的 2、与酸的反应：（镁、铁、锌、铝与盐酸、稀硫酸）

金 化学性质 属 和金 3、与化合物溶液反应：（铁、

5露天部分

5.1基本规定

5.1.1小型露天采石场除遵守国家安全生产监督管理总局令第19号《小型露天采石场安全生产暂行规定》的规定外，还应遵守本标准的有关规定。 【释义】本条文是关于小型露天采石场的规定。

5.1.2露天开采应遵循自上而下的开采顺序，分台阶开采，并坚持“采剥并举，剥离先行”的原则。

【释义】本条文是关于露天开采的原则要求。

露天矿自上而下顺序开采具有如下优点： （1）矿山基建工程量和初期生产剥采比较小； （2）投产快，达产时间短；

（3）矿石开采的损失率和废石混入率小； （4）生产剥采比能比较均衡的发展； （5）作业条件较好，有利于生产安全。

根据对江西省九江市684家采石场事故的统计分析，1999年至2003年6月，因底部掏采形成“伞檐”导致采场坍塌造成的事故，占全部事故的75%。因此，为有效控制露天开采的事故，应严格遵循自上而下的开采顺序。

分台阶开采，一方面可以允许多工作面同时作业，提高开采效率；另一方面可以改善作业人员在采场边坡上的作业条件，使之有一个较为宽敞的作业平台，避免作业人员必须佩带保险绳进行“猴子式”的凿岩，减少高处坠落事故；再者，有了台阶，便于承接上部采场边坡滑落的部分浮石，有利于保护装岩作业的安全，减少