§ 1— 2 金属的晶体结构
一、金属的特性和金属键
1,特性
良好的导电性, 导热性, 塑性, 具有金属光泽, 不透明,
正的电阻温度系数 。
2,原因
这主要是与金属原子的内部结构以及原子间的结合方式有
关 。
上一级
3、金属键
当大量金属原子结合在一起，构成金属晶体时，金属原
子失去外层电子变成正离子；失去的外层电子成为自由
电子，为整个金属所共有，构成电子云，金属正离子在
其平衡位置作高频率的热振动；金属离子和自由电子之
间的引力与离子间和电子间的斥力相平衡，从而构成稳
定的金属晶体。这种结合方式称之为金属键。
上一级
金属特性的金属键理论解释
(1)自由电子在电场的作用下定向运动形成电流, 从而显示
出良好的导电性 。
(2)随着温度升高, 正离子振动的振幅要加大, 对自由电子
通过的阻碍作用也加大, 因而, 金属的电阻是随温度的
升高而增加的, 即具有正的电阻温度系数 。
(3)自由电子的运动和正离子的振动可以传递热能, 因而使
金属具有较好的导热性 。
上一级
⑷ 当金属发生塑性变形后, 正离子与自由离子间
所能保持金属键的结合, 使金属显示出良好的
塑性 。
⑸ 自由电子能吸收可见光的能量, 故金属具有不
透明性 。 吸收能量后跳到较高能级的电子, 当
它重新跳回到原来低能级时, 就把所吸收的可
见光的能量以电磁波的形式辐射出来, 在宏观
上就表示为金属的光泽 。
上一级
二、金属中常见的晶格
1,体心立方晶格 (图 )
a=b=c α=β=γ=90°
晶胞中实际原子数为,
具有体心立方晶格的金属有,α-Fe,Cr、
W,Mo,V等 。
21818 ???
上一级
2,面心立方晶格 (图 )
a=b=c α=β=γ=90°
晶胞中原子数为：
具有面心立方晶格的金属有,γ-Fe,Al、
Cu,Au,Ag,Pb,Ni等 。
4216818 ????
上一级
3,密排六方晶格 (图 )
a=b≠ c α=β=90° γ=120 °
密排六方晶格中原子数为：
具有密排六方晶格的金属有,Mg,Zn,Be、
Cd等 。
? ?个632126112 ?????
上一级
三、晶体结构的致密度
致密度：是指晶胞中原子所占体积与该晶胞体积之比。
1,体心立方的致密度
?
?
? 3
3
3
422
a
??）（
晶胞体积
个原子体积
68.0
8
34
3
3
42
3
3
??
?
?
?
a
a ）（）（
上一级
2,面心立方与密排六方的致密度
计算同体心立方, 均为 0.74。
致密度数值越大, 则原子排列越紧密 。
上一级
四、配位数的概念
配位数是指晶体结构中，与任一原于最近邻并且
等距离的原子数。
体心立方,8；面心立方,12；密排六方,12
配位数的多少也可以反映原子排列的紧密程度。
上一级
五、晶面与晶向
在晶体中，由一系列原子所构成的平面称为晶
面，任意两个原子之间连线所指的方向称为晶
向。
不同的晶面和晶向上原子排列的疏密程度不同，
原子间相互作用也就不同，因而不同晶面和晶
向就显示不同的力学性能和理化性能。
上一级
表述不同晶面和晶向的原子排列情况及
其在空间的位向称为晶面指数和晶向指
数。
上一级
1、晶面指数求法
① 设坐标
② 求截距
③ 取倒数
④ 化整数
⑤ 列括号
上一级
2,晶向指数求法
① 设坐标
② 求坐标值
③ 化整数
④ 列括号
上一级
体心立方晶胞
a) 刚球模型 b)质点模型 c)晶胞原子数
返回
面心立方晶胞
a)刚球模型 b)质点模型 c)晶胞原子数
返回
密排六方晶胞
a)刚球模型 b)质点模型 c)晶胞原子数
返回
一、金属的特性和金属键
1,特性
良好的导电性, 导热性, 塑性, 具有金属光泽, 不透明,
正的电阻温度系数 。
2,原因
这主要是与金属原子的内部结构以及原子间的结合方式有
关 。
上一级
3、金属键
当大量金属原子结合在一起，构成金属晶体时，金属原
子失去外层电子变成正离子；失去的外层电子成为自由
电子，为整个金属所共有，构成电子云，金属正离子在
其平衡位置作高频率的热振动；金属离子和自由电子之
间的引力与离子间和电子间的斥力相平衡，从而构成稳
定的金属晶体。这种结合方式称之为金属键。
上一级
金属特性的金属键理论解释
(1)自由电子在电场的作用下定向运动形成电流, 从而显示
出良好的导电性 。
(2)随着温度升高, 正离子振动的振幅要加大, 对自由电子
通过的阻碍作用也加大, 因而, 金属的电阻是随温度的
升高而增加的, 即具有正的电阻温度系数 。
(3)自由电子的运动和正离子的振动可以传递热能, 因而使
金属具有较好的导热性 。
上一级
⑷ 当金属发生塑性变形后, 正离子与自由离子间
所能保持金属键的结合, 使金属显示出良好的
塑性 。
⑸ 自由电子能吸收可见光的能量, 故金属具有不
透明性 。 吸收能量后跳到较高能级的电子, 当
它重新跳回到原来低能级时, 就把所吸收的可
见光的能量以电磁波的形式辐射出来, 在宏观
上就表示为金属的光泽 。
上一级
二、金属中常见的晶格
1,体心立方晶格 (图 )
a=b=c α=β=γ=90°
晶胞中实际原子数为,
具有体心立方晶格的金属有,α-Fe,Cr、
W,Mo,V等 。
21818 ???
上一级
2,面心立方晶格 (图 )
a=b=c α=β=γ=90°
晶胞中原子数为：
具有面心立方晶格的金属有,γ-Fe,Al、
Cu,Au,Ag,Pb,Ni等 。
4216818 ????
上一级
3,密排六方晶格 (图 )
a=b≠ c α=β=90° γ=120 °
密排六方晶格中原子数为：
具有密排六方晶格的金属有,Mg,Zn,Be、
Cd等 。
? ?个632126112 ?????
上一级
三、晶体结构的致密度
致密度：是指晶胞中原子所占体积与该晶胞体积之比。
1,体心立方的致密度
?
?
? 3
3
3
422
a
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晶胞体积
个原子体积
68.0
8
34
3
3
42
3
3
??
?
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?
a
a ）（）（
上一级
2,面心立方与密排六方的致密度
计算同体心立方, 均为 0.74。
致密度数值越大, 则原子排列越紧密 。
上一级
四、配位数的概念
配位数是指晶体结构中，与任一原于最近邻并且
等距离的原子数。
体心立方,8；面心立方,12；密排六方,12
配位数的多少也可以反映原子排列的紧密程度。
上一级
五、晶面与晶向
在晶体中，由一系列原子所构成的平面称为晶
面，任意两个原子之间连线所指的方向称为晶
向。
不同的晶面和晶向上原子排列的疏密程度不同，
原子间相互作用也就不同，因而不同晶面和晶
向就显示不同的力学性能和理化性能。
上一级
表述不同晶面和晶向的原子排列情况及
其在空间的位向称为晶面指数和晶向指
数。
上一级
1、晶面指数求法
① 设坐标
② 求截距
③ 取倒数
④ 化整数
⑤ 列括号
上一级
2,晶向指数求法
① 设坐标
② 求坐标值
③ 化整数
④ 列括号
上一级
体心立方晶胞
a) 刚球模型 b)质点模型 c)晶胞原子数
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面心立方晶胞
a)刚球模型 b)质点模型 c)晶胞原子数
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密排六方晶胞
a)刚球模型 b)质点模型 c)晶胞原子数
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