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《金属晶体》讲义一、金属晶体的定义与特点金属晶体是指由金属原子通过金属键结合而成的晶体。
在金属晶体中，金属原子失去部分或全部外层电子，形成自由电子，这些自由电子在整个晶体中自由运动，与金属阳离子相互作用，将金属原子紧密地结合在一起。
金属晶体具有以下特点：1、良好的导电性和导热性：由于存在自由电子，它们能够在电场的作用下定向移动，从而形成电流，实现良好的导电性；自由电子在热的作用下也能迅速传递热能，使得金属具有良好的导热性。
2、金属光泽：自由电子能够吸收并反射可见光，使金属具有独特的金属光泽。
3、延展性：金属晶体中的原子可以相对滑动而不断裂金属键，从而使金属具有良好的延展性，可以被拉成丝或压成薄片。
4、硬度和熔点有较大差异：不同金属的晶体结构和金属键强度不同，导致其硬度和熔点差异较大。
二、金属晶体的结构类型常见的金属晶体结构有以下三种类型：1、体心立方堆积（bcc）体心立方堆积的晶胞中，每个晶胞包含 8 个位于顶角的原子和 1 个位于体心的原子。
例如，碱金属中的锂、钠、钾等在常温下采用这种堆积方式。
这种结构的空间利用率相对较低。
2、面心立方堆积（fcc）面心立方堆积的晶胞中，每个晶胞包含 8 个位于顶角的原子和 6 个位于面心的原子。
铜、银、金等金属通常采用这种堆积方式。
面心立方堆积的空间利用率较高，具有较好的延展性和塑性。
3、密排六方堆积（hcp）密排六方堆积的晶胞是一个六棱柱，每个晶胞包含 12 个位于顶角的原子和2 个位于体内的原子。
镁、锌、钛等金属采用这种堆积方式。
三、金属键的本质金属键是一种特殊的化学键，其本质是金属原子失去电子形成的正离子与自由电子之间的强烈相互作用。
金属原子的价电子数较少，原子核对价电子的束缚较弱，在一定条件下容易失去电子。
这些失去的电子不再属于某个特定的原子，而是在整个晶体中自由运动，形成“电子气”。
金属正离子沉浸在“电子气”中，它们与自由电子之间的静电吸引力使得金属原子紧密结合在一起，形成金属晶体。
