1、化学化学 改变金属原子堆积方式，能够随意变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形自我修复的金属机器人化学选修三 第三章 第三节 金属晶体的原子堆积模型金属晶体的原子堆积模型化学理论基础理论基础：紧密堆积紧密堆积微粒之间的作用微粒之间的作用力，使微粒间尽力，使微粒间尽可能的相互接近，可能的相互接近，使它们占有最小使它们占有最小的空间降低体系的空间降低体系的能量。的能量。在密堆积中，在密堆积中，一个原子周围一个原子周围距离最近且相距离最近且相等的原子的数等的原子的数目。目。空间利用率空间利用率晶体的空间被微晶体的空间被微粒占满的体积百粒占满的体积百分数，用来表示分数，用来表示紧密
2、堆积的程度。紧密堆积的程度。配位数配位数化学理论假设理论假设金属原子可看成是直径相等的刚性球体。金属原子可看成是直径相等的刚性球体。化学等径刚性圆球相切高度有序紧密堆积。堆等径刚性圆球相切高度有序紧密堆积。堆积越紧密，体系能量越低，结构越稳定。积越紧密，体系能量越低，结构越稳定。金属晶体结构特点：金属晶体结构特点：合作探究合作探究三维空间里金属晶体原子的堆积方式？三维空间里金属晶体原子的堆积方式？一维空间一维空间（一列）（一列）二维空间二维空间（平面）（平面）三维空间三维空间 （体）（体）一维空间紧密堆积：一维空间紧密堆积：化学小组：自制的二维堆积模型球对球球对球球对凹穴球对凹穴密密 置置 层
3、层非密置层非密置层化学观观 察察 思思 考考z zy yz z化学相关物品：乒乓球相关物品：乒乓球任务任务 探究非密置层在空间的堆积方式探究非密置层在空间的堆积方式.集体制作非密置层在三维空间的堆积模型集体制作非密置层在三维空间的堆积模型 提提 示示 晶胞一般选取平行六面体晶胞一般选取平行六面体.对比分析不同堆积的原子配位数对比分析不同堆积的原子配位数请快速阅读课本至页，同时思考下面的问题请快速阅读课本至页，同时思考下面的问题.尝试从堆积模型中抽取晶胞尝试从堆积模型中抽取晶胞化学.简单立方堆积简单立方堆积 .体心立方堆积体心立方堆积金属晶体空间利用率金属晶体空间利用率立方体的棱长为，球的半径为
4、立方体的棱长为，球的半径为过程：过程：个晶胞中平均含有个原子个晶胞中平均含有个原子球球334r%100晶胞球VV晶胞（）晶胞（）空间利用率空间利用率3343100%8rr简单立方堆积简单立方堆积222aab22223)4(abarra34%10034233ar%1003434233）（rr%68%10083空间利用率空间利用率体心立方堆积体心立方堆积化学相关物品：乒乓球相关物品：乒乓球任务任务 探究密置层在空间的堆积方式探究密置层在空间的堆积方式.集体制作密置层在三维空间的最密堆积模型集体制作密置层在三维空间的最密堆积模型请快速阅读课本至页，同时思考以下两个问题请快速阅读课本至页，同时思考以下
5、两个问题.尝试从堆积模型中分析配位数及抽取晶胞尝试从堆积模型中分析配位数及抽取晶胞化学任务任务 探究密置层在空间的堆积方式探究密置层在空间的堆积方式.集体制作密置层在三维空间的最密堆积模型集体制作密置层在三维空间的最密堆积模型请快速阅读课本至页，同时完成以下任务请快速阅读课本至页，同时完成以下任务六方最密堆积六方最密堆积.尝试从堆积模型中分析配位数及晶胞尝试从堆积模型中分析配位数及晶胞化学AB，关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。两种最紧密的堆积方式。化学 下图是此种六方下图是此种六方紧密堆积的前视图紧密堆积的前视图AB
6、AB123456 于是每两层形成一个周期，即于是每两层形成一个周期，即 堆积方式形成六方紧密堆积。堆积方式形成六方紧密堆积。第一种第一种化学空间利用率高空间利用率高,每两层形成一个周期；每两层形成一个周期；每个晶胞有每个晶胞有2 2个原子，配位数个原子，配位数12.12.六方最密堆积六方最密堆积空间利用率高空间利用率高,每两层形成一个周期；每两层形成一个周期；每个晶胞有每个晶胞有2 2个原子，配位数个原子，配位数12.12.六方最密堆积六方最密堆积六方最密堆积六方最密堆积化学第二种是将第三层球对准第一层的第二种是将第三层球对准第一层的 ，位，不同于位，不同于 两层的位置，这是两层的位置，这是
7、层。层。123456123456第二种第二种化学123456此种立方紧密堆积的前视图此种立方紧密堆积的前视图 第四层再排第四层再排，于是形成，于是形成 三层一个三层一个周期。周期。得到面心立方堆积。得到面心立方堆积。AABCABC第二种第二种化学空间利用率高，每三层形成一个周期；空间利用率高，每三层形成一个周期；每个晶胞有每个晶胞有4 4个原子，配位数个原子，配位数12.12.面心立方最密堆积面心立方最密堆积化学面心立方最密堆积面心立方最密堆积化学面心立方最密堆积面心立方最密堆积化学面心立方最密堆积面心立方最密堆积化学面心立方最密堆积面心立方最密堆积化学面心立方最密堆积面心立方最密堆积化学ra223344rV球333216)22(arrV晶胞%100晶胞球VV%10021634433rr空间利用率空间利用率面心立方最密堆积空间利用率面心立方最密堆积空间利用率化学掌握金属的堆积方式掌握金属的堆积方式体心立方堆积体心立方堆积简单立方堆积简单立方堆积 六方最密堆积六方最密堆积面心立方最密堆积面心立方最密堆积本课小结本课小结化学2929谢 谢！
