金属晶体学案

§3-3 金属晶体的原子堆积模型学案

班级 姓名

【学习目标】⑴能说出金属晶体几种原子堆积模型及典型代表。 ⑵能增强动手能力和空间想象能力。 ⑶能提高同学间的合作意识。

【学习重点】金属晶体几种原子堆积模型。 【学习难点】密置层的堆积模型。 【学习过程】

【引课】晶体与非晶体的本质区别是其内部微观粒子在微观空间里有序排列，那么金属晶体内部原子是怎样排列的呢？——二、金属晶体的原子堆积模型 【说明】金属晶体中原子可看成直径相等的球体，且排列时球体间是相互接触的。 【合作探究1】 探究平面上金属原子的排列方式

步骤：4人一组，从盒子里取出16个球，分成四组，每组排成一条直线，将球放置在平面上相互接触。

问题一：.等径球放置在平面上，排列方式有几种？（画出图）

问题二： 与 两种排列方式是否相同？（与一个球紧密接触的球数是配

位数），请从配位数的角度予以分析。

问题三：两种排列方式的配位数是多少？哪一种排列方式空间利用率更高？

【合作探究2】探究三维空间里非密置层金属原子的堆积方式

步骤：将8个小球以非密置层的排列方式分成两排（每排4个）放置在平面上，用胶布固定好，再堆积一层相同的非密置层。

问题一：非密置层在三维空间有几种堆积方式？

问题二：不同的堆积方式上下层的原子排列方式有何区别？

问题三：结合教材找出其中最小的平行六面体，抽象出晶胞结构图画在下面，并

运用均摊法计算每个晶胞所含原子数是多少？

问题四：上述堆积方式中各原子的配位数各是多少？

问题五：上述堆积方式那种比较紧密？通过计算两种堆积模型的空间利用率进行

比较。 空间利用率= 一个晶胞中圆球的体积

一个晶胞体积

（提示）设圆球半径为r,用r表示晶胞的边长并进行计算。

【合作探究3】探究三维空间里密置层金属原子的堆积方式

（说明：密置层之间的堆积上下层的球只讨论球放在空隙上的堆积方式）

步骤：将7个球的密置层上下各放一个3个球的密置层。

问题一：等径球的密置层在三维空间里有几种堆积方式？

问题二：各原子的配位数是多少？

问题三：根据教材P76页晶胞表格，分析上述堆积方式每个晶胞里所含的原子数

是多少？

问题四：面心立方最密堆积的空间利用率是多少？

【归纳总结】金属晶体中原子的四种基本堆积模型 金属原子的平面排列方式 名称 配位数 堆积模型的名称 金属原子的空间堆积方式 晶胞 图形 配位数 每个晶胞所含的原子数 空间利用率 典型代表

【当堂检测】

1．金属钾晶体为体心立方结构，则在单位晶胞中钾原子的个数是 （ ） A．4 B．3 C．2 D．1

2．金属晶体的中金属原子的堆积基本模式有 （ ） A．1 B．2 C．3 D．4

3．下列排列方式是镁型堆积方式的是 （ ） A．ABCABCABC B．ABABAB C．ABBAABBA D．ABCCBAABCCBA

4．下列金属晶体采取的堆积方式是铜型的是 （ ） A．Ag B．Fe C．Zn D．Po

5．下列有关金属晶体的判断正确的是 （ ） A．简单立方、配位数6、空间利用率68% C．镁型、配位数8、空间利用率74%

B．钾型、配位数6、空间利用率68% D．铜型、配位数12、空间利用率74%

三种晶体的比较

晶体类型 构成粒子 粒子间作用 力 代表物 熔沸 点 物理导电 性质 导热 硬度 决定熔点、沸点高主要因素 熔化时键的 变化

分子晶体 原子晶体 金属晶体

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