金属晶体教学课件

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第三节金属晶体ppt课件

空间利用率：68%
病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
体心立方堆积：
这种堆积晶胞是一个体心立方，
每个晶胞每个晶胞含 2 个原子，
空间利用率不高（68%），属于非密置层堆积，配位数为，许
多金8属（如Na、K、Fe等）采取这
（一）几个概念紧密堆积：微粒之间的作用力使微粒间尽
可能的相互接近，使它们占有最小的空间。
配位数：在晶体中与某一微粒等距离且紧密相邻的微粒的数目。
空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体积百分数，用它来表示紧密堆积的程度。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
金属原子的堆积方式
二维空间
非密置层
三维空间
密置层
三维空间
简单立方堆积
体六心方立最方密堆堆积积
面心立方最密
堆
积
病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
完成下表：
成键微粒实质
金属键
金属阳离子自由电子静电作用
离子键阴、阳离子静电作用
病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程

3.3《金属晶体》课件

第三节金属晶体
金属样品
一、金属共同的物理性质
易导电、导热、有延展性、有金属光泽等
二、电子气理论
1、内容：金属原子的最外层电子数较少,容易失去电子成为金属离子,金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有金属原子维系在一起。
2、电子气理论对金属的物理性质的解释
12
6
3
54
12
6
3
54
④面心立方最密堆积:铜型
A
12
C
6
3
B
54
A
第四层再排 A，于是形成 ABC
C
ABC 三层一个周期。得到面心立方
B
堆积。
A 配位数 12 (同层 6,上下层各 3)
C B A
2、金属晶体的原子在三维空间堆积模型
堆积模型
采纳这种堆积的典型代表
空间配位数利用率
晶胞
四、金属晶体：
1、定义：通过金属键结合形成的晶体。金属单质和合金都属于金属晶体
2、组成粒子：金属阳离子和自由电子 3、微粒间作用力：金属键
思考：为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，而卤素单质的熔沸点从上到下却逐渐升高？
碱金属:金属晶体熔点看金属键的强弱.金属离子半径小,所带电荷多,金属键强,熔点就越高. 卤素:分子晶体看分子间作用力的强弱.对组成和结构相似的物质,相对分子质量大,分子间作用力强,熔点就越高.
论你觉得自己多么不幸，永远有人比你更不也许有些路好走是条捷径，也许有些路可以你风光无限，也许有些路安稳又有后路，可
简单
立方
Po (钋)
52% 6
钾型
(bcp) K、Na、Fe 68% 8

金属学与热处理-1.2-金属的晶体结构课件.ppt

C
B
A
C
C层
B
A
A
ABABABAB ABCABCABC
B层 ACACACAC ACBACBACB
25
26
ABCA ABA
27
面心立方晶格密排面的堆垛方式 28
密排六方晶格密排面的堆垛方式
29
典型金属晶体中原子间的间隙
四面体空隙（tetrahedral interstice），由4个球体所构成，球心连线构成一个正四面体；八面体空隙（octahedral interstice），由6个球体构成，球心连线形成一个正八面体。
r 3a 4
r 2a 4
ra 2
14
配位数与致密度
➢配位数和致密度定量地表示原子排列的紧密程度。 ➢配位数（coordination number，CN）：晶体结构中任一原子周围最近且等距离的原子数。 ➢致密度（K）：晶胞中原子所占的体积分数，
K nv V
式中，n为晶胞原子数，v原子体积，V晶胞体积。
22
晶体中原子的堆垛方式
面心立方和密排六方结构的致密度均为0.74，是纯金属中最密集的结构。面心立方与密排六方虽然晶体结构不同，但配位数与致密度却相同，为搞清其原因，必须研究晶体中原子的堆垛方式。面心立方与密排六方的最密排面原子排列情况完全相同，但堆垛方式不一样。
23
24
A
A
C
B A
(11 1)
59
练习4：下图标注了立方晶体的4个晶面，在每个晶面上给出了3个晶面指数，选择正确的答案。
60
ACF
FN
ABD’E’
A’F’
AFI
BC
ADE’F’
O’M

金属晶体高中化学教学课件PPT

镁（Mg）
银白色金属，质轻而坚韧，密度小，熔点较高，具有良好的延展性和机械加工性能。镁在空气中表面易形成氧化膜，可防止进一步氧化。镁与水反应缓慢，但与酸反应较快。
过渡元素铁、钴、镍等特殊性质介绍
铁（Fe）
银白色金属，硬度适中，具有良好的延展性和磁性。铁是地壳中含量较丰富的元素之一，主要以化合态存在于各种铁矿石中。铁在空气中易生锈，但在纯氧中燃烧可生成四氧化三铁。
实际应用：催化剂、电极材料、超导材料等
01
催化剂
许多金属具有催化作用，可以加速化学反应的速率。例如，铂、钯等贵
金属被广泛用于汽车尾气净化催化剂中。
02 03
电极材料
金属具有良好的导电性，因此被广泛用作电极材料。例如，铜、铝等金属被用于制作电线、电缆等导电材料；锌、锰等金属则被用于制作干电池等电极材料。
适用于制备大比表面积、高孔隙率的多孔结构材料，如催化剂载体、吸附剂等。
05
高中质
钠（Na）
银白色金属，质软而轻，密度比水小，熔点低，具有良好的导电导热性。钠在空气中极易氧化，与水剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。
钾（K）
银白色金属，质软，密度比水小，熔点低，具有极强的还原性。钾在空气中易氧化，与水反应更剧烈，生成氢氧化钾和氢气。
合金元素可以影响基体金属的晶格常数、原子间距和堆积方式，从而改变金属的物理和化学性质。
合金化还可以提高金属的硬度、强度、耐腐蚀性和耐磨性等，扩大金属的应用范围。
04
常见金属晶体实验制备方法
真空蒸发法制备薄膜材料
80%
原理
在真空环境中加热金属至蒸发，金属蒸气在基底上冷凝形成薄膜。
100%
推荐有效的复习方法，如归纳总结、对比记忆、图表梳理等。

《金属晶体》精品课件1

(2)空间利用率: 68%
人教版化学选修三第三章第三节金属晶体第二课时人教版化学选修三第三章第三节金属晶体第二课时
人教版化学选修三第三章第三节金属晶体第二课时
2、体心立方堆积
金属原子半径r与正方体边长a的关系：
r 3 a 4
人教版化学选修三第三章第三节金属晶体第二课时
ba
a
2a
人教版化学选修三第三章第三节金属晶体第二课时
人教版化学选修三第三章第三节金属晶体第二课时人教版化学选修三第三章第三节金属晶体第二课时
人教版化学选修三第三章第三节金属晶体第二课时
1.简单立方堆积：
金属原子半径r与正方体边长a的关系：
人教版化学选修三第三章第三节金属晶体第二课时
A B A B A
此种立方紧密堆积的前视图
人教版化学选修三第三章第三节金属晶体第二课时
人教版化学选修三第三章第三节金属晶体第二课时
六方最密堆积
配位数： 12（同层6个，上下层各3个）
空间利用率：
人教版化学选修三第三章第三节金属晶体第二课时
74%
六方最密堆积
过程：
hs
2r
1个晶胞中平均含有2个原子
3.面心立方最密堆积
金属原子半径 r与正方体边长a 的关系：边长为 a 面对角线边长为 2 a＝4r
2a 4r
r 2 a 4
人教版化学选修三第三章第三节金属晶体第二课时
人教版化学选修三第三章第三节金属晶体第二课时
面心立方最密堆积：
过程： 1个晶胞中平均含有4个原子
4r
a
人教版化学选修三第三章第三节金属晶体第二课时
金块银手镯

金属晶体优秀课件

解：晶胞边长为a，原子半径为r. 由勾股定理： a 2 + a 2 = (4r)2
a = 2.83 r 每个面心立方晶胞含原子数目： 8 1/8 + 6 ½ = 4
= (4 4/3 r 3) / a 3
= (4 4/3 r 3) / (2.83 r ) 3 100 % = 74 %
堆积模型
6
3
54
，
AB
关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。
第一种是将球对准第一层的下图是此种六方
球。
紧密堆积的前视图
A
12
6
3
B
54
A
B
于是每两层形成一个周期，即
A
AB AB 堆积方式，形成六方紧
密堆积。
配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )，空间利用率为74%
简单立方堆积
每个晶胞含原子数：1 配位数： 6
②体心立方堆积—钾型（碱金属，Fe）每个晶胞含原子数：2 配位数： 8
体心立方堆积
（2）最密堆积
镁型
铜型
第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1，3，5 位。 ( 或对准 2， 4，6 位，其情形是一样的 )
12
6
3
54
12
①、六方最密堆积镁型
第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的 2，4，6 位，不同于 AB 两层的位置，这是 C 层。
12
6
3
54
12
6
3
54
12
6
3
54
第四层再排 A，于是形
A
成 ABC ABC 三层一个周

金属晶体(第一课时) ppt课件

（1）金属元素的原子半径（2）单位体积内自由电子的数目
一般而言：金属元素的原子半径越小，单位体积内自由
电子数目越大，金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔、沸点越高。
练习：比较下列金属的熔点高低
(1) Na < Mg <Al (2) Na> K > Ca
ppt课件
4
2.金属晶体
晶体：具有规则几何外形的固体。
12
总结
金属键的概念及影响金属键强弱的因素
金属晶体的组成，物理性质并运用金属键理论解释这些性质
ppt课件
13
1. 金属的下列性质与金属键无关的是( C ) A. 金属不透明并具有金属光泽 B. 金属易导电、传热 C. 金属具有较强的还原性 D. 金属具有延展性
2.能正确描述金属通性的是 ( AC )
(1)导电性
ppt课件
10
（2）导热性
金属容易导热，是由于自由电子运动时与
金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温
度低的部分，从而使整块金属达到相同的温
度。
ppt课件
11
（3）延展性
物体在外力作用下能延伸成细丝而不断裂的性质叫延性；在外力（锤击或滚轧）作用能碾成薄片而不破裂的性质叫展性。
ppt课件
回忆：我们之前学过哪些类型的化学键？化学键：离子键，共价键
ppt课件
1
金属离子和自由电子
1.金属键
（1）定义：金属离子和自由电子之间的强烈的相
互作用。
（2）形成：
成键微粒: 金属阳离子和自由电子存在: 金属单质和合金中
（3）方向性: 无方向性（也无饱和性）
ppt课件
2
有的金属软如蜡,有的金属硬如钢；有的金属熔点低,有的金属熔点高，为什么?

第三节金属晶体结构ppt课件

=4
则：
16
V球 =
πr3 3
C B
B
C CC C A
A BBB B C
立方F
8个顶角
n1
=
8×
1 8
=1
6个面心
n2
=
6×
1 2
=3
⑵立方面心晶胞的体积
V晶 = a3
c
C B
B
C CC C A
b a A BBB B C
立方F
每层采取最紧密堆积
a
A
B
a
D
C
(100)晶面
∵⊿ABC是直角三角形。根据勾股定律得有：
……
第4层 A 第2层 C 第2层 B 第1层 A
A1型最紧密堆积
2.A1型堆积的晶胞类型
根据晶胞划分的规则，我们可从金属的 A1 型最紧密堆积中抽取出立方面心晶胞。
第4层 A 第2层 C 第2层 B 第1层 A
抽取出
A1型最紧密堆积
BCCC A
B
CC
A BB B堆积 C C堆积
B 堆积和 C 堆积——（111）晶面 c
b a
3.立方面心晶胞的正八面体空隙
立方面心晶胞
立方面心晶胞内的正八面体空隙
3个晶胞共有的正八面体空隙
即，立方面心晶胞有两种八
面体空隙。
3个晶胞共用顶点
⑴6各面心“点”构成的晶
晶胞1、3的面心
胞内八面体空隙。 ⑵3个晶胞共同拥有的八面
体空隙（共用1条棱边）。
二、A3型最紧密堆积及其晶胞
The A3 type is most close to pile up and its crystal lattice

金属晶体课件

（2）第二层小球的球心
正对着第一层小球形成的空穴
4、金属晶体的原子堆积模型
（1）简单立方堆积 Po
简单立方晶胞
①配位数： 6 同层4，上下层各1
2
1
3
4
6
2
1
3
4
5
（2）金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：
a
a
a
a
a=2r
（3）简单立方晶胞平均占有的原子数目：
么关系？
（2）面心立方紧密堆积的晶胞中：金属原子的半径r与正方体的边长a有什么关
系？
2
1
3
6
4
5
1
2
7
8
6
9
3
5
4
10 11 12
②六方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：
1 6
×12
+
1 2
×2
+
3
=6
金属原子的半径 r 与六棱柱的边长 a、高 h 的关系：
a
h
；
a=2r
h
=
26 3
a
（4）ABCABC…堆积方式
——面心立方最密堆积（铜）
ABC
①配位数： 12 同层 6，上下层各 3
4
65
配位数为6 密置层放置
活动与探究2 三维空间里非密置层金属原子的堆积方式
先将两组小球以非密置层的排列方式排列在一个平面上：
在其上方再堆积一层非密置层排列的小球，使相邻层上的小球紧密接触，有哪些堆积方式？
三维空间里非密置层的金属原子的堆积方式
（1）第二层小球的球心
正对着第一层小球的球心

金属晶体 ppt课件

三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系
1、金属晶体结构与金属导电性的关系
在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。
导电性随温度升高而降低。
比较离子晶体、金属晶体导电的区别：
晶体类型
离子晶体
金属晶体
导电时的状态金属晶体
晶体状态
导电粒子自由移动的离子自由电子
2、金属晶体结构与金属导热性的关系
自由电子在运动时经常与金属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。
金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。
12
Cu、Ag、Au
简单立方（六方最镁密型堆积）
（
体
心
立方密
钾型
堆
积
）
（六方最镁密型堆积）
练习
1、下列生活中的问题，不能用金属键知
识解释的是
（） D
A、用铁制品做炊具
B、用金属铝制成导线
C、用铂金做首饰
D、铁易生锈
练习
2、下列物质中含有金属键的是 ( A) B
2、堆积原理
紧密堆积：微粒之间的作用力，使微粒间尽
可能的相互接近，使它们占有最小的空间。
空间利用率：空间被晶格质点占据的百分数。
用来表示紧密堆积的程度。
配位数：在密堆积中，一个原子或离子周围距
离最近且相等的原子或离子的数目。
3、二维堆积 P74图3-22

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（a）非密置层
（b）密置层
3、金属晶体的原子在三维空间堆积模型、 ①简单立方堆积（Po）简单立方堆积（Po）
简单立方堆积
钾型（ ②体心立方堆积—钾型（碱金属）体心立方堆积钾型碱金属）

体心立方堆积
配位数：配位数：8
镁型
铜型
第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1 式是将球对准1，3，5 位。 ( 4，6 位，其情形是一样的 )
2、金属晶体的原子在二维平面堆积模型、金属晶体中的原子可看成直径相等的小球。将等径圆球在一平面上排列，小球。将等径圆球在一平面上排列，有两种排布方式，图方式排列，种排布方式，按（b）图方式排列，圆球周围剩余空隙最小，称为密置层；周围剩余空隙最小，称为密置层；按（a）图方式排列，剩余的空隙较大，图方式排列，剩余的空隙较大，称为非密置层。置层。
一、金属共同的物理性质容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等容易导电、导热、有延展性、思考：金属为什么具有这些共同性质呢? 思考：金属为什么具有这些共同性质呢? 二、金属的结构 1、电子气理论由于金属原子的最外层电子由于金属原子的最外层电子数较少,容易失去电子成为金属离子, 数较少,容易失去电子成为金属离子,金属原子释放出的价电子不专门属于某个特定的金属离子,而为许多金属离子所共有, 属离子,而为许多金属离子所共有,并在整个金属中自由运动,这些电子又称为自由电子. 金属中自由运动,这些电子又称为自由电子. 自由电子几乎均匀分布在整个晶体中，自由电子几乎均匀分布在整个晶体中，像遍布整块金属的“电子气” 布整块金属的“电子气”，从而把所有金属原子维系在一起。原子维系在一起。
1 6 5
2 3 4 6
1
2 3 4
5
第四层再排 A，于是形，成 ABC ABC 三层一个周得到面心立方堆积。期。得到面心立方堆积。
A C B
1 6 5
2 3 4
A C B A
配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 ) ，此种立方紧密堆积的前视图
堆积模型简单立方钾型 (bcp) 镁型 (hcp) 铜型 (ccp)
2、金属键：金属离子和自由电子之间的强金属键：烈的相互作用叫做金属键（电子气理论）烈的相互作用叫做金属键（电子气理论）特征：金属键可看成是由许多原子共用许多特征：电子的一种特殊形式的共价键，电子的一种特殊形式的共价键，这种键既没有方向性，也没有饱和性，有方向性，也没有饱和性，金属键的特征是成键电子可以在金属中自由流动，成键电子可以在金属中自由流动，使得金属呈现出特有的属性。呈现出特有的属性。金属晶体： 3、金属晶体：通过金属键结合形成的单质晶体。质晶体。金属单质和合金都属于金属晶体组成粒子：组成粒子：金属阳离子和自由电子微粒间作用力：微粒间作用力：金属键
2．组成金属晶体的微粒 A．金属原子 B．金属阳离子和电子 C．金属原子和电子 D．阳离子和阴离子
（
）
3.金属晶体具有延展性的原因（ 3.金属晶体具有延展性的原因（金属晶体具有延展性的原因） A．金属键很微弱 B．金属键没有饱和性密堆积层的阳离子容易发生滑动， C．密堆积层的阳离子容易发生滑动，但不会破坏密堆积的排列方式，堆积的排列方式，也不会破坏金属键 D．金属阳离子之间存在斥力
采纳这种堆积的空间利用率典型代表 52% Po (钋) K、Na、Fe Mg、Zn、Ti Cu, Ag, Au 68% 74% 74%
配位数 6 8 12 12
晶胞
1．金属的下列性质中，不能用金属晶体结构加以解释．金属的下列性质中， ( ) 的是 A．易导电 B．易导热 C．有延展性 D．易锈蚀．．．．
4．金属能导电的原因是 ( ) ． A．金属晶体中金属阳离子与自由电子间的作．用较弱 B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下．可发生定向移动 C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用．下可发生定向移动 D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子．
5、某些金属晶体(Cu、Ag、Au)的原子某些金属晶体、、的原子按面心立方的形式紧密堆积，按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以划出一块正立方体的结构单元，构中可以划出一块正立方体的结构单元，金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空间利用率。间利用率。
三、金属晶体的原子堆积模型 1、几个概念紧密堆积：紧密堆积：微粒之间的作用力使微粒间尽可能的相互接近，间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间配位数：配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒个数空间利用率：空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体积百分数，积百分数，用它来表示紧密堆积的程度
A B A
于是每两层形成一个周期，于是每两层形成一个周期，堆积方式，即 AB AB 堆积方式，形成六方紧密堆积。方紧密堆积。配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )，空间利用率为，，空间利用率为74%
B A
第三层的另一种排列第三层的另一种排列另一种方式，方式，是将球对准第一层的 2，4，6 位，不同于，， AB 两层的位置，这是 C 两层的位置，层。 6 5 4 1 2 3
⑶金属延展性的解释
当金属受到外力作用时，当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，之间润滑剂的作用，所以在各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。因此，力作用下，发生形变也不易断裂。因此，金属都有良好的延展性。良好的延展性。
⑵金属导热性的解释电子气” 自由电子） “电子气”（自由电子）在运动时经常与金属离子碰撞，引起两者能量的交换。属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的“电子气” 属某部分受热时，那个区域里的“电子气” 自由电子）能量增加，运动速度加快，（自由电子）能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。通过碰撞，把能量传给金属离子。“电子自由电子）气”（自由电子）在热的作用下与金属原子频繁碰撞从而把能量从温度高的部分传到温度低的部分，到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。同的温度。
第三节一、教学目标
金属晶体
1、知道金属键的含义。 2、能用金属键理论解释金属的物理性质。 3、知道金属晶体的常见堆积形式。 4、知道最密堆积、配位数、空间利用率的概念并且会计算空间利用率。
二、教学重难点教学重点：1、金属键的含义及其对金属物理性质的影响。 2、晶体的常见堆积形式。教学难点：1、金属晶体的最密堆积形式和配位数的确定。 2、金属晶体中空间利用率的计算。
4、电子气理论对金属的物理性质的解释 ⑴金属导电性的解释在金属晶体中，充满着带负电的“电子气” 在金属晶体中，充满着带负电的“电子气” 自由电子），），这些电子气的运动是没有（自由电子），这些电子气的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下，一定方向的，但在外加电场的条件下，自由电子定向运动形成电流，由电子定向运动形成电流，所以金属容易导电。不同的金属导电能力不同，导电。不同的金属导电能力不同，导电性最强的三中金属是：Ag、Cu、最强的三中金属是：Ag、Cu、Al
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 自由电子错位 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
+
金属离子
金属原子
4、熔点和沸点金属原子价电子越多，金属原子价电子越多，原子半径越小，金属离子与自由电子的作用力就越晶体的熔沸点就越高，反之越低。强，晶体的熔沸点就越高，反之越低。思考：思考：为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，逐渐降低，而卤素单质的熔沸点从上到下却逐渐升高？逐渐升高？
1 6 5 4
或对准 2，
1 3 6 5
2 3 4 A
， B
2
关键是第三层，对第一、二层来说，关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。可以有两种最紧密的堆积方式。
第一种是将球对准第一层的球。第一种是将球对准第一层的球。
下图是此种六方紧密堆积的前视图
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