高中化学-晶体空隙课件.ppt

1、 金金 属属 晶晶 体体堆积方式晶胞类型空间利用率配位数实例面心立方最密面心立方最密堆积堆积堆积方式及性质小结简单立方堆简单立方堆积积体心立方密堆积体心立方密堆积六方最密堆积六方最密堆积面心立方面心立方六方六方体心立方体心立方简单立方简单立方74%74%68%52121286Cu、Ag、Au、Al、PbMg、Zn、TiNa、K、Fe、Cr、Mo、WPo二、堆积中的空隙问题二、堆积中的空隙问题正四面体空隙正四面体空隙正八面体空隙正八面体空隙 金金 属属 晶晶 体体体心立方的八面体空隙（体心立方的八面体空隙（6个）和四面体空隙（个）和四面体空隙（12个）个）球：八面体空隙：四面体空隙球：八面体空隙

2、：四面体空隙=2:6:12面心立方的八面体空隙（面心立方的八面体空隙（4个）和四面体空隙（个）和四面体空隙（8个）个）八面体空隙八面体空隙球：八面体空隙：四面体空隙球：八面体空隙：四面体空隙=4:4:8图2填充全部四面体空隙3:1金属键金属键H8AuCu3小微小微P122M、N、O、P、Q是元素周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。是元素周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。M原子原子最外层电子数为内层电子数的最外层电子数为内层电子数的3倍；倍；N的焰色反应呈黄色；的焰色反应呈黄色；O的氢化物是一种的氢化物是一种强酸，其浓溶液可与强酸，其浓溶液可与M、Q的化合物反应生成的化合物反应生成O的

3、单质；的单质；P是一种金属元素，是一种金属元素，其基态原子中有其基态原子中有6个未成对电子。请回答下列问题：个未成对电子。请回答下列问题：（4）M、N形成的化合物的晶胞如图所示，该晶胞的化学式为形成的化合物的晶胞如图所示，该晶胞的化学式为_，其中其中M离子的配位数为离子的配位数为_，该晶体类型为，该晶体类型为_。（5）该晶胞的边长为）该晶胞的边长为a10-10cm，则距离最近的，则距离最近的M、N离子间的距离为离子间的距离为_cm。Na 2 O（2分）分）8（1分）分）离子晶体（离子晶体（1分）分）10-1010-1010-10六方的八面体空隙六方的八面体空隙(6个）和四面体空隙个）和四面体空

4、隙(12个）个）八面体空隙八面体空隙四面体空隙四面体空隙球：八面体空隙球：八面体空隙：四面体空隙：四面体空隙=6:6:12随堂训练：随堂训练：1.磁光盘机磁光盘机(Magnetic Optical Disk Drive,MO)：这是一种可重写的：这是一种可重写的光盘驱动器，它使用磁光盘片作存储媒体。磁光存储是一种采用激光光盘驱动器，它使用磁光盘片作存储媒体。磁光存储是一种采用激光和磁场共同作用的存储技术，磁光存储的研究是和磁场共同作用的存储技术，磁光存储的研究是Williams等在等在1957年年使使MnBi薄膜磁化并用光读取之后开始的。下图是薄膜磁化并用光读取之后开始的。下图是MnBi的晶体

5、结构，的晶体结构，属于六方晶系，晶胞参数为属于六方晶系，晶胞参数为a=b=427pm，c=615pm，Mn原子在原子在Bi原原子所形成的子所形成的 空隙中，空隙中，Mn原子的配位数为原子的配位数为_八面体八面体6我在这我在这2.（2004全初第六题）最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟全初第六题）最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行（面心）立方最密（面心）立方最密堆积（堆积（c

6、cp），它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均，它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子一起构成，两种八面体的数量比是另一种由镍原子和镁原子一起构成，两种八面体的数量比是1 13 3，碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中。碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中。(1)画出该新型超导材料的一个晶胞（碳原子用小画出该新型超导材料的一个晶胞（碳原子用小 球，镍原子用大球，镍原子用大球，镁原子用大球，镁原子用大 球）。球）。(2)写出该新型超导材

7、料的化学式。写出该新型超导材料的化学式。面心立方的八面体空隙（面心立方的八面体空隙（4个）个）面心立方的八面体空隙面心立方的八面体空隙球个数：八面体空隙个数球个数：八面体空隙个数=4:4 即即1:1（在（面心）立方最密堆积填隙模型中，（在（面心）立方最密堆积填隙模型中，八面体空隙与堆积球的比例为八面体空隙与堆积球的比例为11，在如图，在如图晶胞中，八面体空隙位于体心位置和所有棱晶胞中，八面体空隙位于体心位置和所有棱的中心位置，它们的比例是的中心位置，它们的比例是13，依题意得：体心位置的八面体应由镍原子构依题意得：体心位置的八面体应由镍原子构成，可填入碳原子；成，可填入碳原子；而棱心位置的八面

8、体由镁原子和镍原子构成，而棱心位置的八面体由镁原子和镍原子构成，不填碳原子。）不填碳原子。）回顾：回顾：MgCNi3（化学式中元素的顺序可不同，（化学式中元素的顺序可不同，但原子数目不能错）。但原子数目不能错）。MgNiC2006年全国高中学生化学竞赛省级赛区试题年全国高中学生化学竞赛省级赛区试题(第第11题题)（1）磷化硼晶体中磷化硼晶体中磷原子作立方最密堆积磷原子作立方最密堆积（A1型，立方面心）型，立方面心），硼原子填入四面体空隙中。画出磷化硼的正当晶胞示意图。硼原子填入四面体空隙中。画出磷化硼的正当晶胞示意图。(注：注：填入另外四个填入另外四个四面体空隙也可，但四面体空隙也可，但不能一

9、层空一层填不能一层空一层填）14（2）画出磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影）画出磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影（用实（用实线圆圈表示线圆圈表示P原子的投影，用虚线圆圈表示原子的投影，用虚线圆圈表示B原子的投影原子的投影）。）。15三、晶体的投影问题三、晶体的投影问题金刚石金刚石例：例：碳的第三种同素异形体碳的第三种同素异形体金刚石金刚石,其晶胞如图丁所示。已知金属钠的晶胞其晶胞如图丁所示。已知金属钠的晶胞(体心立方堆积体心立方堆积)沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图如图沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图如图A所示所示,则金刚石晶胞则金刚石晶胞沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图应该是图沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图应该是图 (从从AD图中选填图中选填)。D2.画出磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影画出磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影（用实线圆（用实线圆圈表示圈表示P原子的投影，用虚线圆圈表示原子的投影，用虚线圆圈表示B原子的投影原子的投影）。）。18