密置层 六方最密堆积(A3型) Mg、Zn、Ti 12 74% 6 面心立方最密堆积
(A1型) Cu、Ag、Au 12 74% 4
(1)堆积原理
组成晶体的金属原子在没有其他因素影响时,在空间的排列大都服从紧密堆积原理。这是因为在金属晶体中,金属键没有方向性和饱和性,因此都趋向于使金属原子吸引更多的其他原子分布于周围,并以密堆积方式降低体系的能量,使晶体变得比较稳定。
(2)堆积模型
例1 下列有关金属晶体的堆积模型的说法正确的是( )
A.金属晶体中的原子在二维空间有三种放置方式
B.金属晶体中非密置层在三维空间可形成两种堆积方式,其配位数都是6
C.镁型堆积和铜型堆积是密置层在三维空间形成的两种堆积方式
D.金属晶体中的原子在三维空间的堆积有多种方式,其空间利用率相同
答案 C
解析 A项,金属晶体中的原子在二维空间只有非密置层和密置层两种放置方式;B项,非密置层在三维空间可形成简单立方堆积和体心立方堆积两种堆积方式,其配位数分别是6和8;D项,金属晶体中的原子在三维空间有四种堆积方式,其中镁型和铜型堆积的空间利用率较高。
规律总结
金属晶体的空间利用率大小关系为简单立方堆积<体心立方密堆积<六方最密堆积=面心立方最密堆积。
例2 Al的晶体中原子的堆积方式如图甲所示,其晶胞特征如图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。