金屬鍵金屬晶體

《金屬鍵金屬晶體》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《金屬鍵金屬晶體（47頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、（ 第 二 課 時(shí) ） 黃鐵礦 螢 石 水晶 綠色魚眼石 菱錳礦 二 、 晶 體1.晶 體 與 非 晶 體 (1)晶 體 ： 內(nèi) 部 微 粒 （ 原 子 、 離 子 或 分子 ） 在 空 間 按 一 定 規(guī) 律 做 周 期 性 重 復(fù)排 列 構(gòu) 成 的 固 體 物 質(zhì) 。 (2)非 晶 體 ： 內(nèi) 部 原 子 或 分 子 的 排列 呈 現(xiàn) 雜 亂 無 章 的 分 布 狀 態(tài) 。 2.晶 體 的 特 性 （ 1） 具 有 規(guī) 則 的 幾 何 外 形 。（ 2） 自 范 性 ： 在 適 宜 條 件 下 ， 晶 體 能 夠自 發(fā) 地 呈 現(xiàn) 封 閉 的 、 規(guī) 則 的 多 面 體 外 形 。 （ 3

2、） 各 向 異 性 ： 晶 體 在 不 同 方 向 上 表 現(xiàn)出 不 同 的 物 理 性 質(zhì) 。 （ 4） 對(duì) 稱 性 ： 晶 體 的 外 形 和 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 都具 有 特 有 的 對(duì) 稱 性 。 （ 5） 有 固 定 的 熔 點(diǎn) 而 非 晶 態(tài) 沒 有 。 3.晶 體 的 種 類根 據(jù) 內(nèi) 部 微 粒 的 種 類 和 微 粒 間 的 相 互作 用 不 同 ， 將 晶 體 分 為 離 子 晶 體 、 金屬 晶 體 、 原 子 晶 體 和 分 子 晶 體 。 4、 晶 胞 ： 從 晶 體 中 “ 截 取 ” 出 來 具 有 代 表 性 的 最 小 部 分 。 是 能 夠 反 映 晶 體 結(jié)

3、構(gòu) 特 征 的 基 本 重 復(fù) 單 位 。整 個(gè) 晶 體 就 是 晶 胞 按 其 周 期 性 在 二 維 空 間 重 復(fù)排 列 而 成 的 。 這 種 排 列 必 須 是 晶 胞 的 并 置 堆 砌 。 晶 胞 與 晶 體磚 塊 與 墻 蜂 室 與 蜂 巢 三 、 金 屬 晶 體 金 屬 原 子 通 過 金 屬 鍵 形 成 的 晶 體 稱為 金 屬 晶 體 。 主 要 有 三 種 晶 體 類 型 。A1 A2 A3 金 屬 晶 體 的 原 子 平 面 堆 積 模 型 （ a） 非 密 置 層 （ b） 密 置 層哪 種 排 列 方 式圓 球 周 圍 剩 余空 隙 最 小 ？1、 晶 體 的 密

4、 堆 積 和 非 密 置 結(jié) 構(gòu) w （ 1） 、 簡(jiǎn) 單 立 方 堆 積 （ Po）2、 金 屬 晶 體 的 原 子 空 間 堆 積 模 型金 屬 晶 體 的 堆 積 方 式 簡(jiǎn) 單 立 方 堆 積 簡(jiǎn) 單 立 方 堆 積 ： 將 非 密 置 層 在 空 間 一 層 一 層的 堆 積 ， 有 兩 種 堆 積 方 式 ， 其 中 一 種 的 堆 積如 上 圖 ， 相 鄰 非 密 置 層 的 原 子 核 在 同 一 直 線上 ， 這 種 堆 積 方 式 形 成 的 晶 胞 為 一 個(gè) 立 方 體即 簡(jiǎn) 單 立 方 。 配 位 數(shù) 為 6， 分 別 位 于 上 、 下前 、 后 、 左 、 右 。

5、 這 種 堆 積 的 空 間 利 用 率 低 。 w （ 2） 、 體 心 立 方 堆 積金 屬 晶 體 的 堆 積 方 式 鉀 型 體 心 立 方 堆 積 ： 非 密 置 層 在 空 間 一 層 一 層的 堆 積 的 另 一 種 方 式 是 將 上 層 的 金 屬 原 子填 入 下 層 四 個(gè) 金 屬 原 子 形 成 的 凹 穴 中 ， 下一 層 的 原 子 核 與 上 一 層 中 四 個(gè) 球 圍 成 的 空在 同 一 直 線 上 。 8 個(gè) 頂 點(diǎn) 上 的 球 互 不 相 切 ，但 均 與 體 心 位 置 上 的 球 相 切 。 配 位 數(shù) 8 ，空 間 利 用 率 為 68% 。 金 屬

6、 鉀 K 的 體 心 立 方堆 積 K、 Na、 Cr、 Mo、 W （ 3） 、 面 心 立 方 堆 積在 一 個(gè) 層 中 ， 最 緊 密 的 堆 積 方 式 ，是 一 個(gè) 球 與 周 圍 6 個(gè) 球 相 切 ， 在中 心 的 周 圍 形 成 6 個(gè) 凹 位 ， 將 其算 為 第 一 層 。 1 2 3456 第 二 層 對(duì) 第 一 層 來 講 最 緊 密 的 堆 積 方 式 是 將 球 對(duì) 準(zhǔn) 1， 3， 5 位 。 ( 或 對(duì) 準(zhǔn) 2， 4， 6 位 ， 其 情 形 是 一 樣的 ) 1 2 3456 A B， 關(guān) 鍵 是 第 三 層 ， 對(duì) 第 一 、 二 層 來 說 ， 第 三 層

7、可 以 有 兩 種 最 緊 密 的 堆 積 方 式 。 第 三 層 的 一 種 排 列方 式 ， 是 將 球 對(duì) 準(zhǔn) 第一 層 的 2， 4， 6 位， 不 同 于 AB 兩 層 的位 置 ， 這 是 C 層 。 1 2 34561 2 3456 1 2 3456 1 2 3456 面 心 立 方 緊 密 堆 積 的 前 視 圖 ABCAABC 第 四 層 再 排 A， 于是 形 成 ABC ABC 三層 一 個(gè) 周 期 。 得 到 面心 立 方 堆 積 。 配 位 數(shù) 12 。( 同 層 6， 上 下 層 各 3 ) Au、 Ag、 Cu、 Al BCA ABC ABC 形 式 的 堆 積

8、，為 什 么 是 面 心 立 方 堆 積 ？ 我 們 來 加 以 說 明 。 面心立方最密堆積（A 一）圖 面 心 立 方 最 密 堆 積 （ A1） 分 解 圖 下 圖 是 六 方 緊密 堆 積 的 前 視 圖 ABABA 另 一 種 是 將 球 對(duì) 準(zhǔn) 第 一 層 的 球。 1 2 3456于 是 每 兩 層 形 成 一 個(gè) 周 期 ，即 AB AB 堆 積 方 式 ， 形成 六 方 緊 密 堆 積 。 配 位 數(shù) 12 。 ( 同 層 6， 上 下 層 各 3 )（ 4） 、 六 方 緊 密 堆 積Mg、 Zn、 Ti 六 方 最 密 堆 積 （ A3） 圖 六 方 最 密 堆 積 （

9、A3） 分 解 圖 3、 歸 納 和 總 結(jié) ： 三 維 堆 積 四 種 方 式 簡(jiǎn)單立方堆積鉀 型體 心立 方 由非密置層一層一層堆積而成 鎂 型 銅 型金 屬 晶 體 的 兩 種 最 密 堆 積 方 式面 心 立 方 堆 積六 方 堆 積 4. 常 見 三 種 密 堆 積 的 晶 胞 六 方 晶 胞 六 方 密 堆 結(jié) 構(gòu) 晶 胞 面 心 立 方 晶 胞 面 心 立 方 結(jié) 構(gòu) 晶 胞 體 心 立 方 晶 胞 體 心 立 方 結(jié) 構(gòu) 晶 胞 四 、 晶 胞 中 粒 子 數(shù) 的 求 算 （ 均 攤 法 ）1、 方 法 ：（ 1） 處 于 頂 點(diǎn) 的 粒 子 ， 同 時(shí) 為 8個(gè) 晶 胞 所

10、共 有 ， 每 個(gè) 粒子 有 1/8屬 于 該 晶 胞 ；（ 2） 處 于 棱 上 的 粒 子 ， 同 時(shí) 為 4個(gè) 晶 胞 所 共 有 ， 每 個(gè)粒 子 有 1/4屬 于 該 晶 胞 ； （ 4） 處 于 晶 胞 內(nèi) 部 的 粒 子 ， 則 完 全 屬 于 該 晶 胞 。（ 3） 處 于 面 上 的 粒 子 ， 同 時(shí) 為 2個(gè) 晶 胞 所 共 有 ， 每 個(gè)粒 子 有 1/2屬 于 該 晶 胞 ； 2.三 種 金 屬 晶 體 晶 胞 中 微 粒 數(shù) 的 計(jì) 算 (1)六 方 晶 胞 ： 在 六 方 體 頂 點(diǎn) 的 微 粒 為 6個(gè)晶 胞 共 有 ， 在 面 心 的 為 2個(gè) 晶 胞 共 有

11、 ， 在 體 內(nèi)的 微 粒 全 屬 于 該 晶 胞 。 微 粒 數(shù) 為 ： 12 1/6 + 2 1/2 + 3 = 6 （ 2） 面 心 立 方 ： 在 立 方 體 頂 點(diǎn) 的 微 粒 為 8個(gè) 晶 胞 共 有 ， 在 面 心 的 為 2個(gè) 晶 胞 共 有 。 微 粒 數(shù) 為 ： 8 1/8 + 6 1/2 = 4 長(zhǎng) 方 體 晶 胞 中 不 同 位 置 的 粒 子 對(duì) 晶 胞 的 貢 獻(xiàn) ： 頂 -1/8 棱 -1/4 面 -1/2 心 -1(3)、 體 心 立 方 ： 在 立 方 體 頂 點(diǎn)的 微 粒 為 8個(gè) 晶 胞 共 享 ， 處 于 體心 的 金 屬 原 子 全 部 屬 于 該 晶

12、 胞 。 微 粒 數(shù) 為 ： 8 1/8 + 1 = 2 1、 合 金 是 指 由 兩 種 或 兩 種 以 上 的 金屬 或 金 屬 與 非 金 屬 經(jīng) 熔 煉 、 燒 結(jié) 或 其 他 方法 組 合 而 成 并 具 有 金 屬 特 性 的 物 質(zhì) 。 合 金 一 般 是 將 各 組 分 熔 合 成 均 勻 的液 體 ， 再 經(jīng) 冷 凝 而 制 得 的 。五 、 合 金 1)具 有 超 導(dǎo) 性 質(zhì) 的 合 金 ， 如 Nb3Ge， Nb3Al，Nh3Sn， V3Si， NbN等2)具 有 特 殊 電 學(xué) 性 質(zhì) 的 金 屬 間 化 合 物 ， 如InTe-PbSe， GaAs-ZnSe等 在 半

13、 導(dǎo) 體 材 料 用3)具 有 強(qiáng) 磁 性 的 合 金 物 ， 如 稀 土 元 素 （ Ce，La， Sm， Pr， Y等 ） 和 Co的 化 合 物 ， 具 有特 別 優(yōu) 異 的 永 磁 性 能2、 合 金 的 特 性 ： 4)具 有 奇 特 吸 釋 氫 本 領(lǐng) 的 合 金 （ 常 稱 為 貯 氫材 料 ） ， 如 LaNi5， FeTi， R2Mg17和R2Ni2Mg15。 (R等 僅 代 表 稀 土 La， Ce， Pr， Nd或 混合 稀 土 ） 是 一 種 很 有 前 途 的 儲(chǔ) 能 和 換 能 材 料 。5)具 有 耐 熱 特 性 的 合 金 ， 如 Ni3Al， NiAl， Ti

14、Al，Ti3Al， FeAl， Fe3Al， MoSi2， NbBe12。 ZrBe12等不 僅 具 有 很 好 的 高 溫 強(qiáng) 度 ， 并 且 ， 在 高 溫 下具 有 比 較 好 的 塑 性 6)耐 蝕 的 合 金 ， 如 某 些 金 屬 的 碳 化 物 ， 硼 化物 、 氨 化 物 和 氧 化 物 等 在 侵 蝕 介 質(zhì) 中 仍 很 耐蝕 ， 若 通 過 表 面 涂 覆 方 法 ， 可 大 大 提 高 被 涂覆 件 的 耐 蝕 性 能 ；7)具 有 形 狀 記 憶 效 應(yīng) 、 超 彈 性 和 消 震 性 的 合金 ， 如 TiNi， CuZn， CuSi， MnCu， Cu3Al等 已 在 工 業(yè) 上 得 到 應(yīng) 用 。 本 節(jié) 小 結(jié) ：1、 晶 體 及 晶 胞2、 常 見 金 屬 三 種 堆 積 方 式3、 均 攤 法 計(jì) 算 晶 胞 中 粒 子 個(gè) 數(shù)4、 合 金 及 性 質(zhì)作 業(yè) 布 置 ：1、 完 成 書 本 P37頁 內(nèi) 容 ；2、 完 成 導(dǎo) 與 學(xué) P25-29