化学奥赛结构化学考点金属单质的结构.pdf

二、金属单质的结构 c 1 在100多种化学元素中, 金属约占80%. 它们有着许多相似的性质：不透明, 有金 属光泽, 能导电传热, 富有延展性. 金属 的这些性质是金属内部电子结构及晶体结 构的外在反映. 弄清金属及合金晶体中化 学键的本质及结构与性能之间的关系是材 料科学的重大课题之一, 也是结构化学的 重要任务. 2 金属的晶体构型 （无色为复杂构型或无晶体结构） 3 2.1 等径圆球的密堆积 金属单质由同种原子组成，同种原子的电负性，半径相 同，由于能量最低原理的作用，金属单质的性质可以归结为 等径圆球的密堆积问题。 2.1.1 等径圆球的堆积 (1) A1和A3型最密堆积 A1 ABCABC 立方F 堆积方式 A3 ABABAB 六方H 4 等径圆球密置单层 等径圆球平铺成最密的一层只有一种形式, 即每个 球都与 6 个球相切. a b 5 等径圆球密置双层: 第二层球堆上去, 为了保持最密堆积, 应放在第一 层的空隙上。每个球周围有 6 个空隙, 只可能有3个空 隙被第二层球 占用 6 正八面体空隙和正四面体空隙 正八面体空隙 正四面体空隙 7 (a) (b) ccp hcp 8 等径圆球密置三层: 第 第三层球有两种放法：第一种是每个球正对第一层：若 三 层 第一层为A, 第二层为B, 以后的堆积按ABAB……重复下 球 去。 这样形成的堆积称为六方最密堆积 （hexagoal closest 有 packing, 简称为 hcp 或 A3 型）。 两 种 放 法 9 第二种放法, 将第三层球放在第一层未被覆盖的空 隙上, 形成 C 层, 以后堆积按 ABCABC……重复下去。 这种堆积称为立方最密堆积(cubic closest packing,简称 ccp, 或 A1 型) 。 10 等径圆球密置三层 第 六方最密堆积 三 ( A3 型) 层 球 有 两 种 放 立方最密堆积 法 ( A1 型) 11 ① 立方最密堆积 (A1) 12 A1 型堆积中可抽取出立方面心点阵 (cF) A1型密置面为(111)面, 晶胞中有四个球, 结构基元为1个球. 5 4  2 空间群为： O F 3 h m m 分数坐标为: