金属及各类晶体配位数计算图总结共140页文档

既有共价键又有金属键和范 1、在晶体学中配位数与晶胞类型有关；
2、离子晶体中指一个离子周围最近的异电性离子的数目；
德华力，属于混合型晶体 它可以描述晶体中粒子排列的紧密程度，粒子排列越紧密，配位数越大，结合能越低，晶体结构越稳定。 C的杂化方式：SP 2
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铜型
采用这种堆 积的典型代
表
空间利用率
配位数
Po
52℅
6
Na K Fe
68℅
8
Mg Zn Ti
74℅
12
Cu Ag Au
74℅
12
混合型晶体
1、在晶体学中配位数与晶胞类型有关； 非密置层堆积——简单立方堆积 配位数：在晶体中与离子（或原子）直接相连的离子（或原子）数。 半径越小，金属键越强 如碱金属 3、配位化学中，化合物中性原子周围的配位原子的数目。 概念：一个粒子周围最近邻的粒子数称为配位数。 半径越小，金属键越强 如碱金属 金属晶体的原子堆积模型 金属晶体的原子堆积模型
在提到配位数时应当分析其所处环境。
• 1、在晶体学中配位数与晶胞类型有关； • 2、离子晶体中指一个离子周围最近的异电性离子的数目； • 3、配位化学中，化合物中性原子周围的配位原子的数目。
配位数：在晶体中与离子（或原子）直接相连的离 子（或原子）数。
金属晶体的原子堆积模型
非密置层，配位 数是4
金属晶体配位数计算
影响金属键强弱的因素
金属阳离子的半径
半径越小，金属键越强
如碱金属
金属阳离子的电荷数 电荷越多，金属键越强；如
Al>Mg>Na 金属阳离子的堆积方式
配位数
概念：一个粒子周围最近邻的粒子数称为配位数。

解析：
① Ni原子的配位数为: Ni原子的数目为: 8×1/8 + 6×1/2 =4 ②晶体的密度为: m= 4M/NA ; V= a3 ,a2+a2+a2 = (4r)2 3a2=16r2→a=4d/3 p=m/v=4M/NA/4d/3= 3M/dNA
探究3：已知铜晶胞是面心立方晶胞，该晶胞的 边长为3.6210-10m ，每一个铜原子的质量为 1.05510-25kg ，试回答下列问题： （1）一个晶胞中“实际”拥有的铜原子数是多 少？ （2）该晶胞的体积是多大？ （3）利用以上结果计算金属铜的密度。 （4）计算空间利用率。
探究1：单质晶体中原子的堆积方式
如下图所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间 相互位置关系的平面图如下图丙所示。
甲
乙
丙
若已知Ni的原子半径为d，NA代表阿伏加德罗常数，Ni的 相对原子质量为M，请回答： ①晶胞中Ni原子的配位数为___ ___ _ ，一个晶胞中Ni 原子的数目为_ _； ②该晶体的密度为______ _ （用字母表示）。
a
3
100 %
晶胞的有关计算


1） 利用晶胞参数可计算晶胞体积(V)，根据相对分子 质量(M)、晶胞中粒子数(Z)和阿伏伽德罗NA，可计算 晶体的密度 ：M·Z/NA·V 2）已知棱长，求某线段。晶胞中各线段间的关系如下：



3 ）空间利用率：指构成晶体的微粒在整个晶体空间中 所占有的体积百分比。 球体积 空间利用率 = ———— 100% 晶胞体积
配位数：在晶体中与离子直接相连的 离子数。
1、简单立方堆积
-配位数：6
6 1 4 3 2 1 4 3 5 2
2、钾型（体心立方堆积）

笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
配位数
概念：一个粒子周围最近邻的粒子数称为配位数。
它可以描述晶体中粒子排列的紧密程度，粒 子排列越紧密，配位数越大，结合能越低， 晶体结构越稳定。
在提到配位数时应当分析其所处环境。
• 1、在晶体学中配位数与晶胞类型有关； • 2、离子晶体中指一个离子周围最近的异电性离子的数目； • 3、配位化学中，化合物中性原子周围的配位原子的数目。
配位数：在晶体中与离子（或原子）直接相连的离 子（或原子）数。
金属晶体的原子堆积模型
非密置层，配位 数是4
密置层，配位数 是6
非密置层堆积——简单立方堆积
1、简单立方堆积
-配位数：6
1
4
2
3
6146源自2352.体心立方堆积——钾型
2.体心立方堆积——钾型
5
6
8
7
1
2
4
3
-配位数：8
二.密置层堆积
金属晶体的空间结构
影响金属键强弱的因素
金属阳离子的半径
半径越小，金属键越强
如碱金属
金属阳离子的电荷数 电荷越多，金属键越强；如
Al>Mg>Na 金属阳离子的堆积方式
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
3. 六方最密堆积——镁型
配位数：12
7 19
8 2
6
3
5
4
10
11
12
4.面心立方最密堆积——铜型

8
Mg Zn Ti
74℅
12
Cu Ag Au
74℅
12
混合型晶体
在提到配位数时应当分析其所处环境。
2、离子晶体中指一个离子周围最近的异电性离子的数目；
半径越小，金属键越强 如碱金属
六方最密堆积——镁型
六方最密堆积——镁型
配位数：在晶体中与离子（或原子）直接相连的离子（或原子）数。
电荷越多，金属键越强；
金属晶体配位数计算
影响金属键强弱的因素
金属阳离子的半径
半径越小，金属键越强
如碱金属
金属阳离子的电荷数 电荷越多，金属键越强；如
Al>Mg>Na 金属阳离子的堆积方式
配位数
概念：一个粒子周围最近邻的粒子数称为配位数。 2、离子晶体中指一个离子周围最近的异电性离子的数目；
非密置层堆积——简单立方堆积 概念：一个粒子周围最近邻的粒子数称为配位数。 它可以描述晶体中粒子排列的紧密程度，粒子排列越紧密，配位数越大，结合能越低，晶体结构越稳定。 它可以描述晶体中粒子排列的紧密程度，粒子排列越紧密，配位数越大，结合能越低，晶体结构越稳定。 概念：一个粒子周围最近邻的粒子数称为配位数。 半径越小，金属键越强 如碱金属
2.体心立方堆积——钾型
5
6
8
7
1
2
4
3
-配位数：8
3. 六方最密堆积——镁型
配位数：12
7 19
8 2
6
3
5
4
10
11
12
4.面心立方最密堆积——铜型
堆积模型
简单立方 体心立方 钾型 立方最密 镁型 面心立方最密
铜型
采用这种堆 积的典型代

(4)能否 把“NaCl”称为分子式？
练习
－的距离为 a cm，该晶体密度为
（1）设NaCl晶胞的边长为acm，则
示晶为胞中Na+和Cl-的最近距离（( 即小)立
方体的边长）为 a/2 cm，则晶胞中 同种离子的最近距离为 a/2 cm。
(2)晶胞的边长为acm，求NaCl晶 体的密度。
ρ=
M / NA×晶胞所含粒子数 晶胞的体积
镁型[六方密堆积] （Be Mg ⅢB ⅣB ⅦB ）
12
6
3
54
12
6
3
54
12
6
3
54
A B A B A
找镁型的晶胞
1200
每个晶胞含原子数： 2 配位数： 12
空间占有率：
六方密堆积（镁型）的空间利用率计算：
四点间的夹角均为60°
先求S
在镁型堆积中取出六方晶胞，平行六面体的底是
平行四边形，各边长a=2r，则平行四边形的面积：
找铜型的晶胞
面心立方最密堆积的空间占有率 =74%
金属晶体的四种堆积模型对比
堆积模型
采纳这种堆积 的典型代表
空间利用率
配位数
简单立方
Po（钋）
52%
6
体心立方 （钾型）
K、Na、Fe
68%
8
六方最密 （镁型）
Mg、Zn、Ti
74%
12
面心立方最密 （铜型）
Cu, Ag, Au
74%
12
晶胞
原子晶体
金刚石
该晶胞实际分摊到的碳原子数为 (4 + 6 ×1/2 + 8 ×1/8) = 8个。
小结：高考常见题型 （一） 晶胞中微粒个数的计算， 求化学式

非密置层，配位数 是4
密置层，配位数是 6
第5页，本讲稿共15页
非密置层堆积——简单立方堆积
第6页，本讲稿共15页
1、简单立方堆积
-配位数：6
1
4
2
3
6
1
4
6
2
3
5
第7页，本讲稿共15页
2.体心立方堆积——钾型
第8页，本讲稿共15页
2.体心立方堆积——钾型
5
6
8
7
1
2
4
3
-配位数：8
第9页，本讲稿共15页
二.密置层堆积
第10页，本讲稿共15页
3. 六方最密堆积——镁型
配位数：12
7
1
9
6 5
8
2 3
4
10
11
12
第12页，本讲稿共15页
堆积模型
简单立方 体心立方 钾型 立方最密 镁型 面心立方最密
铜型
采用这种堆 积的典型代
表
空间利用率
配位数
第3页，本讲稿共15页
在提到配位数时应当分析其所处环境。
• 1、在晶体学中配位数与晶胞类型有关； • 2、离子晶体中指一个离子周围最近的异电性离子的数目； • 3、配位化学中，化合物中性原子周围的配位原子的数目。
配位数：在晶体中与离子（或原子）直接相连的离子（或 原子）数。
第4页，本讲稿共15页
金属晶体的原子堆积模型
金属晶体配位数计算
第1页，本讲稿共15页
影响金属键强弱的因素
金属阳离子的半径
金属阳离子的电荷数 金属阳离子的堆积方式
半径越小，金属键越强 如碱金属
电荷越多，金属键越强；如 Al>Mg>Na

02
越紧密，配位数越大，结合能越低，晶体结构越稳
定。
在提到配位数时应当分析其所处环 境。
配位数：在晶体中与离子（或原子） 直接相连的离子（或原子）数。
1. 在晶体学中配位数与晶胞类 型有关；
2. 离子晶体中指一个离子周围 最近的异电性离子的数目；
3. 配位化学中，化合物中性原 子周围的配位原子的数目。
采用这种堆积的 典型代表
空间利用 率
配位数
简单立方
Po
52℅
6
体心立方 钾型
Na K Fe
68℅
8Байду номын сангаас
立方最密 镁型
Mg Zn Ti
74℅
12
面心立方最密 铜型
Cu Ag Au
74℅
12
混合型晶体
C的杂化方式： SP2
既有共价键又有金属键和范德华力，属于混合型晶体
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汇报人姓名
汇报日期
金属晶体的原 子堆积模型
非密置层，配 位数是4
密置层，配位 数是6
非密置层堆积——简单立方堆积
-配位数：6
1、简单立方堆积
1
4
2
3
6
1
4
6
2
3
5
2.体心立方堆积——钾型
2.体心立方堆积——钾型
-配位数：8
二.密置层堆积
3. 六方最密堆积——镁型
配位数：12
面心立方最密 堆积——铜型
堆积模型
金属晶体的空间结 构
金属晶体
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影响金属键强弱的因 素
金属阳离子的堆积方 式
半径越小，金属键越 强 如碱金属
金属阳离子的电荷数

金属晶体
金属晶体的空间结构
精选课件
1
影响金属键强弱的因素
金属阳离子的半径
半径越小，金属键越强
如碱金属
金属阳离子的电荷数 电荷越多，金属键越强；如
Al>Mg>Na 金属阳离子的堆积方式
精选课件
2
配位数
概念：一个粒子周围最近邻的粒子数称为配位数。
它可以描述晶体中粒子排列的紧密程度，粒 子排列越紧密，配位数越大，结合能越低， 晶体结构越稳定。
精选课件
3
在提到配位数时应当分析其所处环境。
• 1、在晶体学中配位数与晶胞类型有关； • 2、离子晶体中指一个离子周围最近的异电性离子的数目； • 3、配位化学中，化合物中性原子周围的配位原子的数目。
配位数：在晶体中与离子（或原子）直接相连的离 子（或原子）数。
精选课件
4
金属晶体的原子堆积模型
非密置层，配位 数是4
8 2
6
3
5
4
Hale Waihona Puke 101112
精选课件
11
4.面心立方最密堆积——铜型
精选课件
12
Po
52℅
6
Na K Fe
68℅
8
Mg Zn Ti
74℅
12
Cu Ag Au
74℅
12
精选课件
13
混合型晶体
既有共价键又有金属键和范 德华力，属于混合型晶体 C的杂化方式：SP 2
精选课件
14
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精选课件
15
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精选课件
密置层，配位数

立方ZnS型离子晶体:
所属晶系: 立方; 点阵: 立方F; 结构基元及每个晶胞中结构基元的数目: ZnS, 4个; Zn和S离子的配位数都是4；
CaF2型离子晶体:
所属晶系: 立方; 点阵: 立方F; 结构基元及每个晶胞中结构基元的数目: CaF2, 4个; Ca和F离子的配位数分别是8和4；
三、在配位化合物(简称配合物) 中

配位场理论认为中心原子的内层轨道受 周围配体的影响，也即关系到配位数。 例如，Ni2+离子与H2O和NH3等具有小的相 互排斥力的弱场配体，生成配位数为 6 的【Ni(H2O)6】2+和【Ni(NH3)6】2+等八面 体配离子;与Br-和I-等具有大的相互排斥 力的弱场配体则趋向于生成配位数为4的 【NiBr4】2-和【NiI4】2-等正四面体配离 子；与CN-等强场配体则生成配位数为4
3.典型结构的配位数 (1)六角密积和立方密积的配位数都是十二。即晶体中最
大配位数为十二。
(2)当晶体不是由全同的粒子组成时，相应的配位数要发
生变化—减小。由于晶体的对称性和周期性的特点，以
及粒子在结合成晶体时，是朝着结合能最小、最稳固的
方向发展。因此，相应的配位数只能取:
8(CsCl型结构)、6(NaCl型结构)、4(金刚石型结构)、
3(层状结构)、2(链状结构)。
4.氯化铯型结构的配位数
如图所示，大球(半径为R)中心为立方体顶角，小 球(半径为r)位于立方体的中心。 如果大球相切，则
立方体的边长为：
空间对角线的长度为： ak
a 2R
Cs

3a 2 3 R
RCl - 1.81 A rC s 1.69 A
o o

4 3 4 3 3 2 r 2 ( a) 3 3 4 100% 68% 3 3 a a
空间利用率计算
例2：求面心立方晶胞的空间利用率.
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 %
解：体心立方晶胞：中心有1个原子， 8个顶点各1个原子，每个 原子被8个 晶胞共享。每个晶胞含有几个原子:1 &半径为r 、晶胞边长为a ，根据勾股定理， 得：2a 2 + a 2 = (4r) 2 2 2 3a 16r
3 r a 4
空间利用率 = 晶胞含有原子的体积 / 晶胞体积 100% =
配位数：在晶体中与离子直接相连的离子数。
1、简单立方堆积 -配位数：6
6 1 4 3 2 1 4 3 5 2
2、钾型（体心立方堆积） -配位数：8
5 8 1 4 3
6
7 2
3. 镁型（立方紧密堆积）
配位数：12
6
5 10 7
1
8
9
2
3
4
11
12
空间利用率计算
例1：计算体心立方晶胞中金属原子的空间利用率。