金屬晶體是金屬原子或離子彼此靠金屬鍵結合而成,金屬鍵沒有方向,所以在每個金屬原子周圍總是有儘可能多的鄰近金屬原子緊密堆積在一起,金屬原子在週期表中約有2/3的金屬是配位數為12的緊密堆積結構,少數配位數是8,只有極少數是6。金屬具有很多共性,比如有金屬光澤,能導電,傳熱,有延展性等。這些性質與金屬鍵的性質與強度有關。
接下來分析一下晶體結構,之前提到過,由於金屬鍵沒有方向性,當緊密排列時最穩定,金屬最密堆積是球狀的剛性金屬原子一個挨著一個堆積在一起而組成。通常金屬晶體的排列方式有三種:六方密堆積,面心立方密堆和體心立方堆積。六方密堆積的金屬通常有Be,Mg,Zn,Co,Ti,Cd等,原子的空間利用率大概為74%;面心立方密堆積的金屬元素通常有Al,Cu,Ag,Ni,Pt等,原子空間利用率通常為74%;體心立方堆積的金屬元素通常有鹼金屬,Ba,Cr,Fe等。
金屬原子中,在同一層中,每個球周圍可排六個球構成密堆積,第二層密堆積層就排列在第一層上,每個球放入第一層3個球所形成的空隙上。我們用A表示第一層,B表示第二層。在密堆積中,第三層的球加到已排好的兩層上時,可能有兩種情況:第一種情況是第三層可以與第一層的球對齊,產生ABAB……方式排列,這就是六方密堆積;第二種方式是第三層的球與第一層錯位,以ABCABC……方式排列,得到的是面心立方密堆積。如圖
對於密堆積結構來說,每個球12個相鄰,在同層中有就有六個,3個在上層,3個在下層
如上圖,左邊的是六方密堆積,右邊的是面心立方密堆積。
密堆積中還有一種情況是體心立方堆積,這種結構的立方體晶胞的中心和8個角上各有一個原子粒子的配位數是8,如下圖
同一個金屬可能有多種結構,這個與金屬的溫度和壓力有關。比如鐵在室溫下是體心立方堆積,稱為α-Fe,溫度為906℃到1400℃時,結構為面心立方堆積,稱為γ-Fe。
研究金屬晶體結構有利於我們瞭解金屬的性質,比如金屬催化劑,金屬的催化性也和晶體結構有關,不同結構的金屬,它的結構也不同,所以金屬晶體結構的研究非常重要。
金屬晶體是金屬原子或離子彼此靠金屬鍵結合而成,金屬鍵沒有方向,所以在每個金屬原子周圍總是有儘可能多的鄰近金屬原子緊密堆積在一起,金屬原子在週期表中約有2/3的金屬是配位數為12的緊密堆積結構,少數配位數是8,只有極少數是6。金屬具有很多共性,比如有金屬光澤,能導電,傳熱,有延展性等。這些性質與金屬鍵的性質與強度有關。
接下來分析一下晶體結構,之前提到過,由於金屬鍵沒有方向性,當緊密排列時最穩定,金屬最密堆積是球狀的剛性金屬原子一個挨著一個堆積在一起而組成。通常金屬晶體的排列方式有三種:六方密堆積,面心立方密堆和體心立方堆積。六方密堆積的金屬通常有Be,Mg,Zn,Co,Ti,Cd等,原子的空間利用率大概為74%;面心立方密堆積的金屬元素通常有Al,Cu,Ag,Ni,Pt等,原子空間利用率通常為74%;體心立方堆積的金屬元素通常有鹼金屬,Ba,Cr,Fe等。
金屬原子中,在同一層中,每個球周圍可排六個球構成密堆積,第二層密堆積層就排列在第一層上,每個球放入第一層3個球所形成的空隙上。我們用A表示第一層,B表示第二層。在密堆積中,第三層的球加到已排好的兩層上時,可能有兩種情況:第一種情況是第三層可以與第一層的球對齊,產生ABAB……方式排列,這就是六方密堆積;第二種方式是第三層的球與第一層錯位,以ABCABC……方式排列,得到的是面心立方密堆積。如圖
對於密堆積結構來說,每個球12個相鄰,在同層中有就有六個,3個在上層,3個在下層
如上圖,左邊的是六方密堆積,右邊的是面心立方密堆積。
密堆積中還有一種情況是體心立方堆積,這種結構的立方體晶胞的中心和8個角上各有一個原子粒子的配位數是8,如下圖
同一個金屬可能有多種結構,這個與金屬的溫度和壓力有關。比如鐵在室溫下是體心立方堆積,稱為α-Fe,溫度為906℃到1400℃時,結構為面心立方堆積,稱為γ-Fe。
研究金屬晶體結構有利於我們瞭解金屬的性質,比如金屬催化劑,金屬的催化性也和晶體結構有關,不同結構的金屬,它的結構也不同,所以金屬晶體結構的研究非常重要。