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(共18张PPT)
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第2节 几种简单的晶体结构模型----金 属 晶 体
【学习评价目标】
1.通过金属晶体的模型探究，总结并对比金属晶体的4种基本堆积模型。
2.通过深度思考,结合金属晶体堆积模型，解释金属和合金的性能和特征。
3.通过探究和深度思考，培养学生的合作意识，训练学生的动手能力和空间想象能力。
2. 金属晶体是金属原子通过( )形成的晶体。
3.“自由电子” 可以在整块金属中自由移动，属于整块固体金属；金属键没有( )性和( )性。
金属键
阅读课本94页填空
1. 金属阳离子与“自由电子”之间的强的相互作用称为（ ）。
金属键
方向
饱和
金属键的特征
金属晶体能否看作等径圆球的堆积？
一、认识金属晶体
思考:金是延展性最好的金属之一，其延展性除
与金属键有关外，还可能与什么相关呢？
紧密堆积
金属原子堆积越紧密，体系能量越低，结构越稳定。
在密堆积中,一个原子或离子周围距离最近且相等的原子或离子的数目。
空间利用率
晶体的空间被微
粒占满的体积百
分数，可表示紧
密堆积的程度。
配位数
公式：空间利用率=原子的总体积/晶胞的总体积
晶体堆积理论基础
二、金属晶体原子堆积模型的探究
探究一：
等径小球的一维（线）紧密堆积方式有几种？
探究二：
等径小球的二维（平面）堆积方式有几种？
配位数？
配位数？
球对球
空隙大
球对空
空隙小
非密置层
密置层
动手试一试
后展示
更稳定
动手试一试
后展示
探究三：
非密置层在三维空间的堆积方式有哪些？
1.简单立方堆积
2.体心立方堆积
先将以非密置层排列的三组小球放在平面上，再在上方堆积一层非密置层，有几种堆积方式？
思考：若原来的非密置层原子仍保持紧密接触，立方体的中心能否容得下一个相同原子？
球对球
球对空
动手试一试后展示
1.简单立方堆积(钋）
简单立方晶胞结构特点 晶胞形状
相切原子位置
配位数
每个晶胞均摊原子数
晶胞参数a与原 子半径r的关系
空间利用率
立方体
a=2r
6
1个
同棱顶点两原子相切
52％
动手截取一个晶胞后展示
2. 体心立方堆积--钾型
体心立方晶胞结构特点 晶胞形状
相切原子位置
配位数
每个晶胞均摊原子数
晶胞参数a与原 子半径r的关系
空间利用率
立方体
体对角线三原子相切
8
2个
68％

动手截取一个晶胞后展示
B
A
B
A
A
B
A
B
C
A
C
A
A
B
C
探究四：
密置层之间的插空堆积的方式
(1)ABAB…堆积方式
(2) ABCABC…堆积方式
思考：1.A密置层6个空隙中能否堆积6个等大的小球？
动手试一试
后展示成果
2.第三层有几种最紧密的堆积方式？
俯视图
1
2
3
4
5
6
3.面心立方最密堆积—铜型
ABCABC…
面心立方晶胞结构特点 晶胞形状
相切原子位置
配位数
每个晶胞均摊的原子数
晶胞参数a与原子 半径r之间的关系
空间利用率
立方体
面对角线三原子相切
12
4个
74％
前视图

展示自己的模型
前视图
4、六方最密堆积—镁型
ABAB…
俯视图
1
2
3
4
5
6
平行六面体
六方晶胞结构特点 晶胞形状
相切原子位置
配位数
每个晶胞均摊的原子数
空间利用率
三棱柱的中心四球相切
12
74％
2个
展示自己的模型
堆积类型 代表物质 层类型 晶胞 相切原子 配位数 空间利用率
简单立方
体心立方
六方最密
面心最密
Po(钋)
非密置层
棱上2球
6
K Na Fe
非密置层
体对角线3球
8
Mg Zn Ti
密置层
三棱柱的中心
12
Cu Ag Au
密置层
面对角线3球
12
52%
68%
74%
74%
小结：金属晶体 4 种堆积模型比较
学以致用：（2023湖南长沙）La和Ni的合金是目前使用最广泛的储氢材料。某La-Ni合金由图甲、图乙两个原子层交替紧密堆积而成。
下列说法不正确的 ( )
A．该晶体可表示为LaNi5
B．该晶体中1个La原子与18个Ni原子配位(La周围的Ni原子数)
C．图丙是La和Ni的合金的晶胞图
D．通过X射线衍射实验可确定该晶体的结构
C
在锻压或锤打时密堆积层的金属原子之间容易滑动，这种滑动不会破坏密堆积的排列方式，即各层之间始终保持着金属键作用，因此金属晶体虽然发生形变但不致断裂，这就是金属具有良好的延展性的原因。
此外，金属晶体中原子的堆积方式也会影响金属的性质，如具有最密堆积结构的金属的延展性往往比具有其他结构的金属的延展性好。
1.请结合课本说明晶体结构对金的延展性有何影响？
面心立方最密堆积
三、从金属晶体结构的角度解释金属的物理性质
深度思考
改变金属原子堆积方式，能够随意变形自我修复的金属机器人
电影《终结者》
合金的强度和硬度一般都比各成分金属的大，这是因为一种金属原子在其他金属原子的晶体结构中占据了一定位置，会造成金属晶体结构的变形，从而使得金属晶体在发生错位时阻力上升、形变困难，导致强度、硬度增大。
2.合金的性能为什么比纯金属更优越？
深度思考
1．金属晶体的下列性质中，不能用金属晶体结构加以解释的是（ ）
A．易导电 B．易导热
C．有延展性 D．易锈蚀
2．（2022·天津静海）下列关于金属及金属键的说法不正确的是（ ）
A．金属键不具有方向性和饱和性
B．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用
C．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子
D．金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用，因而具有延展性
学以致用
C
一、认识金属晶体
二、金属晶体的堆积方式（☆）
三、从金属晶体结构的角度解释金属的物理性质
自主总结

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