3.1 金属晶体的原子堆积模型 课件-2026-2027学年高二上学期化学苏教版选择性必修2

CHEMISTRY 3.1.2金属晶体 苏教版 选必二·专题3 自然界中绝大多数物质是固体。固体分为晶体和非晶体两大类，我来感受化学中的晶体之美。 2 了解认识晶体的理论基础 学习目标 能借助模型说明常见金属晶体中晶胞的构成 认识晶体的堆积方式 理论基础 1.晶体概念: 有规则几何外形和固定熔点的固态物质 构成晶体的微粒在空间呈周期性有序排列。 2.金属晶体： a、金属晶体的微观原子看成直径相等的宏观圆球 思考：在一个盒子里装有大小相同的金属圆球，怎样排列才能装得最多？在搬运时不易晃动？ b、球形金属原子尽可能地相互接近使空间得以充分利用形成稳定的紧密堆积结构。 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 晶体堆积理论基础 金属晶体原子堆积模型的探究 活动一： 等径小球的一维（线）紧密堆积方式有几种？ 活动二： 等径小球的二维（平面）堆积方式有几种？ 动手试一试 后展示 动手试一试 后展示 活动三： 当二维空间为非密置层堆积，三维空间有几种堆积方式呢？ 动手试一试 后展示 理论基础 一、晶胞： 描述晶体结构特征的最小的基本重复单位。 常规的晶胞都是平行六面体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 所谓“无隙”：是指相邻晶胞之间没有任何__________。 所谓“并置”：是指所有晶胞都是 __________ 排列的，取向__________。 间隙 平行 相同 二、晶胞中粒子数的计算（均摊法） 1 2 4 3 7 6 8 5 1 2 2 1 3 4 1 体心：1 面心： 顶点： 棱边： 8 1 4 1 2 1 四棱柱 （1）非密置层在三维空间的堆积： a、简单立方堆积： 为更好地观察堆积的晶胞，我们使金属原子不相切。 简单立方晶胞 3、金属晶体的原子在三维空间的堆积模型 b、体心立方堆积： 体心立方晶胞 小组合作一： （3）配位数______，空间利用率______（填“低”或“高”） 6 （4）晶胞边长（a）=____r（球半径） 2 （2）棱边上两原子_________（填“相切”或“不相切”） 相切 （1）晶胞均摊所得的原子共____个 1 低 空间利用率较低只有金属Po采用简单立方晶胞堆积！ 小组合作二： （3）配位数______，空间利用率________（填“高”或“较高”） （4）体对角线=_____r（球半径）= ______a（晶胞边长）， （2）体对角线上3原子_________（填“相切”或“不相切”） ； 相切 8 4 （1）晶胞均摊所得的原子共____个 2 较高 体心立方晶胞堆积空间利用率相对较大，很多金属如Na、Cr、K、Mo、W、Fe等都采用此法堆积。体心立方晶胞又称为钾型晶胞。 12 1 2 3 4 5 6 最紧密的堆积方式是将第二层球对准第一层球的 1，3，5 空隙位 ( 或对准 2，4，6 空隙位，其情形是一样的 ) 1 2 3 4 5 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。 （2）密置层在三维空间的堆积： 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 15 1 2 3 4 5 6 A B C A A B C 16 1 2 3 4 5 6 B C A a、面心立方最密堆积 小组合作三 （3）配位数______，空间用率______（填“低”或“高”） ，； （4）面对角线=____r（球半径）=_____a（晶胞边长）， （2）面对角线上3原子_______（填“相切”或“不相切”） 相切 12 4 （1）晶胞均摊所得的原子共____个 4 高 a、面心立方最密堆积 面心立方晶胞空间利用率很高，已达最大值。Cu 、Ag、 Au等很多金属都采取此法堆积。也被称作铜型晶胞。 1 2 3 4 5 6 最紧密的堆积方式是将第二层球对准第一层球的 1，3，5 空隙位 ( 或对准 2，4，6 空隙位，其情形是一样的 ) 1 2 3 4 5 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。 （2）密置层在三维空间的堆积： b、 六方最密堆积 1 2 3 4 5 6 A B A B A 小组合作四 （2） 配位数：______，空间用率 ________ ， ； 12 （1）晶胞均摊所得的原子共____个 2 高 六方最密晶胞空间利用率很高，已达最大值，与面心立方晶胞空间利用率一致。Zn、Ti、Mg等很多金属都采取此法堆积。六方最密晶胞也被称作镁型晶胞。 b、 六方最密堆积 口诀 金属堆积有四晶，非密简单和体心； 面心立方 A B C，八角六面CuAgAu； 六方最密为 A B，十二配位紧相邻。 金属晶体堆积类型 晶胞模型 原子数 配位数 空间利用率 球半径r与晶胞棱长a关系 简单立方堆积 8× =1 6 低 a=2r 体心立方堆积 8× +1=2 8 较高 a= 面心立方最密堆积 8× +6× =4 12 高 a= = 六方最密堆积 8× +1=2 12 高 【课堂小结】 03 习题探究 习题探究 1.金属原子在二维空间里的排列有如图所示的两种方式，下列说法中正确的是(　　) A．图(a)为非密置层，配位数为6 B．图(b)为密置层，配位数为4 C．图(a)在三维空间里堆积可得六方最密堆积和面心立方最密堆积 D．图(b)在三维空间里堆积仅得简单立方 C 2.已知某晶体晶胞如图所示。则该晶体的化学式为(　 　) C A．XYZ　 B．X2Y4Z C．XY4Z D．X4Y2Z 习题探究 习题探究 3. 1183 K以下纯铁晶体的基本结构单元如图甲所示，1183 K以上纯铁晶体的基本结构如图乙所示，在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。 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有________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有________个。 8 12 BUSINESS THANKS Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.30.100 MHkIDCwFBFBGTS4eBzgTcigmI3wRJhZUaHITHioqHSwOeSV9fTguekZQEB4PIissYTojfSB0BkZKcwYgNiodCQoiEH19NipbTnUQew== Lavf58.30.100 MHkIDCwFBFBGTS4eBzgTcigmI3wRJhZUaHITHioqHSwOeSV9fTguekZQEB4PIissYTojfSB0BkZKcwYgNiodCQoiEH19NipbTnUQew== $