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金屬晶體

放大字體  縮小字體 發布日期:2006-08-18

由金屬鍵形成的晶體,叫做金屬晶體。金屬鍵沒有方向性。因此在靠金屬鍵結合的金屬晶體中,原子(或離子)總是趨向于形成相互配位數高,又能充分利用空間的密堆積方式。由于每個原子的電子云分布基本上呈球形對稱,因此可把同一種金屬原子看成是半徑相等的圓球,每個圓球周圍可依幾何原理排列盡可能多的鄰近圓球(一般是6個,連自己共7個),然后無限延伸出去構成一個密置層。在這個密置層上還可以再疊第二層,……,這樣形成等徑球的空間密堆積結構。根據金屬原子半徑大小和密置層的不同堆積方式,可以有以下4種密堆積結構。(1)配位數為12的立方面心最密堆積(A1型,即重復ABC三層的堆積),空間利用率為74.06%,如Cu副族、Pb、Al、Tl、Ni副族、Sr等。(2)配位數為12的六方最密堆積,空間利用率為74.06%,如鈧副族、Be、Mg、Hf、Tc、Re、CO等。(3)配位數為8(或14)的立方體心密堆積,空間利用率為68.02%,如堿金屬、V副族、Cr副族、Ti、Zr、Zn、Cd、Ca、Sr、Ba等。(4)配位數為4的金剛石型四面體堆積(A4型),空間利用率為34.01%,如Si、Ge、Sn等。金屬晶體大多數熔點、沸點高,硬度較大,有金屬光澤,有良好的導電性、導熱性和機械加工性能。大多數金屬在溫度降低時電阻減小,但即使溫度接近絕對零度仍有電阻。目前發現少數金屬或合金,當冷到一定的低溫時,電阻幾乎完全消失,出現超導性能。例如,當溫度降到—371℃時,金屬汞的電阻完全消失。

 
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