1、20172017年宣城市高中化学年宣城市高中化学物质结构与性质物质结构与性质教学研讨会教学研讨会宣城市教研室宣城市教研室宣城市化学名师工作室宣城市化学名师工作室20172017年年1212月月化学化学选修三选修三 第三章第三章 第三节第三节 金属晶体的原子堆积模型金属晶体的原子堆积模型宣城中学宣城中学 朱朱 敏敏埃埃菲菲尔尔铁铁塔塔金字塔金字塔长长 城城铋铋(Bi)(Bi)金金(Au)(Au)锇锇(Os)(Os)镓镓(Ga)(Ga)Pt(Pt(铂铂)锑锑(Sb)(Sb)化学理论假设理论假设金属原子可看成是金属原子可看成是直径相等的刚性球体直径相等的刚性球体。化学选修三 第三章 第三节 金属晶体
2、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可力使微粒间尽可能的相互接近，能的相互接近，使它们占有最小使它们占有最小的空间的空间降低体系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距距离最近且距离相等的原子离相等的原子的数目。的数目。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，用来表示紧密堆积的程度。紧密堆积的程度。配位数配位数化学【牛刀小试】根据在二维平面的堆积方式将篮筐里的模型分成两类 金属原子在二维空间的堆积化学行列对齐行列对齐行
3、列对齐行列对齐四球一空四球一空四球一空四球一空行列交错行列交错行列交错行列交错三球一空三球一空三球一空三球一空球对球球对球球对缝球对缝密密 置置 层层非密置层非密置层配位数配位数？1234123456 金属原子在二维空间的堆积一个原子周围距离最近且一个原子周围距离最近且距离相等的原子的数目。距离相等的原子的数目。化学小组探究小组探究1 1：非密置层非密置层在空间的堆积方式在空间的堆积方式1.集体制作集体制作非密置层非密置层在三维空间的堆积模型在三维空间的堆积模型晶胞是描述晶体结构晶胞是描述晶体结构的基本单元，晶胞一的基本单元，晶胞一般选取平行六面体般选取平行六面体请快速阅读课本请快速阅读课本7
4、474至至7575页，完成下面的任务页，完成下面的任务2 2尝试从堆积模型中选取晶胞，尝试从堆积模型中选取晶胞，思考每个晶胞中含几个原子？思考每个晶胞中含几个原子？配位数是多少？配位数是多少？金属原子在三维空间的堆积模型层与层之间球对球层与层之间球对球层与层之间球对缝层与层之间球对缝化学1 1、简单立方堆积：、简单立方堆积：每个晶胞含每个晶胞含 个原子个原子配位数是配位数是 ，6 6一、金属晶体的两种非最紧密堆积方式一、金属晶体的两种非最紧密堆积方式1 1空间利用率低空间利用率低化学空间利用率空间利用率简单立方堆积：简单立方堆积：构成晶体的原子、离子或分子在整个构成晶体的原子、离子或分子在整个
5、晶体空间中所占有的体积百分比晶体空间中所占有的体积百分比一、金属晶体的两种非最紧密堆积方式一、金属晶体的两种非最紧密堆积方式化学2 2、体心立方堆积：、体心立方堆积：一、金属晶体的两种非最紧密堆积方式一、金属晶体的两种非最紧密堆积方式化学 学学 与与 问问 体心立方堆积的晶胞是个立方体。想一想，如果体心立方堆积的晶胞是个立方体。想一想，如果原来的非密置层上的原子保持紧密接触，立方体原来的非密置层上的原子保持紧密接触，立方体中心能否容得下一个原子？中心能否容得下一个原子？化学每个晶胞含每个晶胞含 个原子，配位数为个原子，配位数为 ，8 82 22 2、体心立方堆积：、体心立方堆积：空间利用率不高
6、空间利用率不高，NaNa、K K、FeFe等金属采取这种等金属采取这种堆积方式。堆积方式。一、金属晶体的两种非最紧密堆积方式一、金属晶体的两种非最紧密堆积方式化学小组探究小组探究2 2:密置层密置层在空间的堆积方式在空间的堆积方式2.对比分析两种对比分析两种最密堆积最密堆积在三维空间堆积的异同在三维空间堆积的异同1 1.集体制作密置层在三维空间的集体制作密置层在三维空间的最密堆积最密堆积模型模型请快速阅读课本请快速阅读课本75至至76页，完成以下任务页，完成以下任务金属原子在三维空间的堆积模型化学123456123456六方最六方最密堆积密堆积面心立方面心立方最密堆积最密堆积二、金属晶体的两
7、种最密堆积方式二、金属晶体的两种最密堆积方式AABABABCAABC化学空间利用率高，许多金空间利用率高，许多金属（如属（如MgMg、ZnZn、TiTi等）等）采取这种堆积方式。采取这种堆积方式。121 1、六方最密堆积、六方最密堆积配位数为配位数为 ，2 2、面心立方最密堆积、面心立方最密堆积二、金属晶体的两种最密堆积方式二、金属晶体的两种最密堆积方式配位数为配位数为 ，12空间利用率高，许多金空间利用率高，许多金属（如属（如CuCu、AgAg、AuAu等）等）采取这种堆积方式。采取这种堆积方式。化学每个晶胞每个晶胞含有含有 个个原子原子2 2小组探究小组探究3 3：选取六方最密堆积型的晶胞
8、选取六方最密堆积型的晶胞1200化学小组探究小组探究4 4：选取面心立方最密堆积型的晶胞：选取面心立方最密堆积型的晶胞集体集体制作制作面心面心立方立方晶胞晶胞化学BCA每个晶胞含有每个晶胞含有 个原子个原子4 4小组探究小组探究4 4：选取面心立方最密堆积型的晶胞：选取面心立方最密堆积型的晶胞化学金属的四种堆积方式金属的四种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堆积方式堆积方式 晶胞类型晶胞类型空间利空间利用率用率配位数配位数实例实例面心立方面心立方最密堆积最密堆积堆积方式及性质小结堆积方式及性质小结简单立简单立方堆积方堆积体心立方体心立方密堆积密堆积六方最六方最密堆积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、AuMg、Zn、TiNa、K、FePo化学计算金属原子四种堆积模型的空间利用率。计算金属原子四种堆积模型的空间利用率。化学
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