DOC《专题3微粒间作用力与物质性质》

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(依据:构成晶体的粒子种类及粒子之间的作用) 分为:金属晶体、离子晶体、原子晶体、分子晶体、混合晶体.

二、 金属晶体

1、金属晶体的密堆积结构 ①、晶胞:金属晶体中能够反映晶体结构特征的基本重复单位 金属晶体的原子平面堆积模型 (a)非密置层?b)密置层 【设问】哪种排列方式圆球周围剩余空隙最小? 金属晶体中离子是以紧密堆积的形式存在的. 下面的刚性球模型来讨论堆积方式. 六方紧密堆积 在一个层中,最紧密的堆积方式是,一个球与周围

6 个球相切,在中心的周围形成

6 个凹位,将其算为第一层. 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 (若对准2, 4,

6 位, 其情形是一样的). 关键是第三层, 对第

一、二层来说, 可以有两种最紧密的堆积方式: 第一种是将球对准第一层的球, 于是每两层形成一个周期,即ABAB 堆积方式,形成六方紧密堆积, 配位数

12 (同层 6, 上下各 3). 面心立方堆积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. 第四层再排 A, 于是形成 ABCABC 三层一个周期. 得到面心立方堆积, 配位数 12. 这两种堆积都是最紧密堆积, 空间利用率为 74.05%. 体心立方堆积是空间利用率稍低的堆积方式,立方体

8 个顶点上的球互不相切, 但均与体心位置上的球相切. 配位数 8, 空间利用率为 68.02% ②.金属晶体的常见的三种堆积方式: (1)六方堆积. 如镁、锌、钛等 (2)面心立方堆积.如金、银、铜、铝等 (3)体心立方堆积.如钠、钾、铬、钨

2、金属晶体中晶胞粒子数的计算 【思考】观察右图立方体晶胞,并思考晶胞 中原子的计算方法:讨论后,请回答. ①、立方体晶胞中原子的计算方法 顶端原子一般只计算 棱边原子一般只计算 面上原子一般只计算 内部原子一般计算成 晶胞内含的原子数= 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 【思考】 右图是钠晶体的晶胞结构, 则晶胞中的原子数是 若如右图六棱柱状晶胞,顶端原子一般只计算 棱边原子一般只计算 面上原子一般只计算 内部原子一般计算成 若此晶胞所有原子相同,则此晶胞中含 个原子. 【练习】 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 和 空间相等, 以ABAB方式堆积, 以ABCABC方式堆积,就的堆积层来看,二者的区别是在第 层. 我们学习了金属晶体中金属原子的紧密堆积的方式,知道尽管原子尽可能多地紧密堆积,但原子与原子之间还存在着一定的空隙,于是人们就想能否在金属中加入其他的金属或非金属,以填入原金属的空隙中.

三、合金

1、合金:是指一种 与另一种(或几种)经过熔合而得到的具有金属性质的物质. 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.