雪花晶体

食糖晶体

明矾晶体

单质硫单质硫

食盐晶体

晶体 : 具有规则几何外形的固体。

晶体为什么具有规则的几何外形呢 ?

结论：晶体具有规则的几何外形的原因是构成晶体的微粒有规则排列的结果 .

大胆猜想：

• 化学史话——人类对晶体的认识• 古人很早就注意到一些物质具有规则的几何外形。

我国古代《演繁露》一书中曾写道：“盐成卤水，暴烈日中，即成方印，洁白可爱。”“方印”显然是指食盐的几何外形。

• 17 世纪，物理学家惠更斯收藏了大量的矿石，他惊叹矿石规则的外形，经过长期思索，提出晶体的规则几何外形起因于构成晶体的微粒有序排列的猜想。

• X 射线发现后，人类对晶体内部结构的认识才获得了重大突破。 1912 年，清晰的 X 射线衍射图被拍摄到。根据衍射图显示的信息，科学家便能推知晶体内部的微观结构。

一、晶体与非晶体

晶体 : 具有规则几何外形的固体非晶体 : 没有规则几何外形的固体

二、晶体的特性

1 、有规则的几何外形2 、有固定的熔沸点3 、各向异性 ( 强度、导热性、光学性质等）

三、 晶体的分类

晶体

金属型晶体

离子型晶体

原子型晶体

分子型晶体

混合型晶体混合型晶体

( 依据：构成晶体的粒子种类及粒子之间的作用 )

金属晶体：通过金属键作用形成的单质晶体

§3-1-2 金 属 晶 体

一、晶胞

晶体中能够反映晶体结构特征的基本重复单位

平行六面体

无隙并置

一、 金属晶体的密堆积结构

思考：

金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？

二、 金属晶体的密堆积结构

金属晶体的原子平面堆积模型

（ a ）非密置层 （ b ）密置层

哪种排列方式圆球周围剩余空隙最小？

•简单立方堆积（ Po ）金属晶体的原子空间堆积模型

1

金属晶体的堆积方式──简单立方堆积

晶胞的形状是什么？排列方式怎

样？

• 体心立方堆积（ IA ， VB ， VIB ）

金属晶体的原子空间堆积模型 2

金属晶体的堆积方式──钾型

配位数 8

三维堆积－由非密置层堆积的两种方式

简单立方堆积

钾型体心立方

由非密置层一层一层堆积而成

金属晶体的最密置层堆积方式三维堆积－由最密置层堆积的两种方式

1 2

3

45

6

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 )

1 2

3

45

6

A B

，

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。

下图是此种六方紧密堆积的前视图

A

B

A

B

A

第一种是将球对准第一层的球。

1 2

3

45

6

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 )

六方密堆积

第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的 2 ， 4 ， 6 位，不同于 AB 两层的位置，这是 C 层。

1 2

3

45

6

1 2

3

45

6

1 2

3

45

6

1 2

3

45

6

此种立方紧密堆积的前视图

A

B

C

A

A

B

C

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 )

Ａ

Ｂ

Ａ

Ｃ

Ｂ

Ａ

镁型 铜型

金属晶体的两种最密堆积方式

六方密堆积

立方面心堆积

四种堆积方式 , 最常见的堆积为三种 .

立方体心堆积、立方面心堆积、 六方堆积。

金属晶体的密堆积结构

体心立方体心立方简单立方简单立方 面心立方面心立方

如 ;三种常见的立方晶体结构

金属晶体的四中堆积模型对比

思考：金属晶体中晶胞粒子数的计算

三 . 晶胞中原子个数的计算

体心： 1 面心 :1/2

顶点 :1/8 棱边 :1/4

三、晶体中晶胞粒子数的计算

（ 1 ）顶端原子一般只计算 1/8 棱边原子一般只计算 1/4 面上原子一般只计算 1/2 内部原子一般计算成 1

（ 2 ）晶胞内含的原子数 =a*1/8+b*1/4+c*1/2+d a位于顶点的原子或离子数；b为位于棱边的原子或离子数； c为位于面上的原子或离子数；d为位于晶胞内的原子或离子数

立方晶体中

【思考】钠的晶胞里，含多少原子？

2

钠晶体的晶胞

2 、若如右图六棱柱状晶胞，顶端原子一般只计算 1/6 棱边原子一般只计算 1/4 面上原子一般只计算 1/2 内部原子一般计算成 1 若此晶胞所有原子相同，则此晶胞中含 6 个原子。

1 、 在金属晶体中最常见的三种堆积方式有：（ 1 ）配位数为 8 的 堆积，

（ 2 ） 配 位 数 为 的 立 方 面 心 堆 积 ，（ 3 ）配位数为 的 堆积。其中以ABAB 方式堆积的 和以 ABCABC方式堆积的 空间利用率相等，就的堆积层来看，二者的区别是在

第 层。

能力训练 1

立方体心

12

12 六方密堆积

立方面心堆积

六方密堆积

三

2 、 1183 K以下纯铁晶体的基本结构单元如图1所示， 1183 K以上转变为图 2所示结构的基本结构单元，在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同（ 1 ）在 1183 K以下的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数为 ______个；在 1183 K以上的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数为 ___________ ；

图 1

图 2

8

12

图 1

图 2

（ 2 ）纯铁晶体在晶型转变前后，二者基本结构单元的边长之比为（ 1183 K以下与 1183K以上之比） ___________。

（ 3）转变温度前后两者的密度比（ 1183 K以下与 1183 K以上之比） ______。

3

6

8

63

三、合金1 、合金：是指一种金属与另一种（或几种）金属或非金属经过熔合而得到的具有金属性质的物质。

2 、性质：合金在硬度、弹性、强度、熔点等许多性能方面都优于纯金属。

1 、合金有许多特点 , 如钠 -钾合金 ( 含钾 50%-80%)为液体 ,而钠钾的单质均为固体，据此推测生铁、纯铁、碳三种物质中，熔点最低的是 ( )

A. 生铁 B. 纯铁 C. 碳 D.无法确定

能力训练 2

A

2.晶体是质点（分子、离子、或原子）在空间有规则地排列的，具有整齐外形，以多面体出现的固体物质。在空间里无限地周期性的重复能成为晶体的具有代表性的最小单元，称为晶胞。一种 Al－ Fe合金的立体晶胞如图所示。⑴确定该合金的化学式 __ _。

Fe Al （四条体对角线的处）

Fe2Al

【课堂小结】

1 、金属晶体中原子的堆积方式

非密置层

简单立方堆积

体心立方堆积

密置层 六方密堆积

面心立方堆积

三种最常见堆积方式

2 、晶体中晶胞粒子数的计算

体心： 1 面心 :1/2

顶点 :1/8 棱边 :1/4

谢

谢

大

家

!