備課札記研究晶體結構中的“切割法”策略

陳建華

一、晶體結構中切割法的應用基本原理

晶體從宏觀上來看是一種有規則幾何外形的固體。如果從其微觀結構來看，他的宏觀的規則幾何外形來自于其晶體內部的微粒的規則排列所致。不管形成晶體的元素種類是一種、兩種還是更多種，不管是離子還是原子，他們必然是每隔一定數目的原子或離子就會重復出現，我們稱之為周期，而在這種周期性的指導下，就可以找出形成一個晶體的最小重復結構單元，這種結構單元稱為晶胞。那么，把一個晶體按晶胞進行切割就可以形成無數個相同的結構單元，從而只需要研究好晶胞中粒子數和粒子構成就可以得到整個晶體的組成與結構。這就是切割法成立的原理。

在常見的晶體中有面心立方、體心立方及六方晶胞等，他們的晶體中都存在著一定的粒子間排布規則。如圖1所示即為一個采取六方密堆積的晶體中粒子排列的特征，在它的結構中存在著兩種排列方式，從上到下可以表示為ABA……，它采取的是六方最密堆積，從串起線上可以看出以上層中心球為例，它的配位數（也就是每一個球都會有與它距離相等且最近的球的數目）為12。我們可以將其演化為質點模型，如圖2。如果要計算該晶體中的粒子組成，就可以把整個晶體進行切割而形成如圖3所示的圖形，從而就可以得到了他的組成，構成該晶胞的粒子數為：

（1/6）×12+（1/2）×2+3=6。

圖1圖2圖3

再如，石墨能與熔融金屬鉀作用，形成石墨間隙化合物，

鉀原子填充在石墨層間。比較常見的石墨間隙化合物是青銅色的化合物，其化學式可寫作CxK，其平面圖形如圖4所示，那么由圖中可得該化合物的

圖4

化學式應該是怎樣的呢？由圖可知，晶體中沿連接三個鉀原子的線“切割”出一個三角形，它是晶體中重復的最小的結構單元，從切割出來的三角形中可以看出，每個鉀原子被6個三角形所共有，而每個三角形內有4個碳原子，所以在晶體中的鉀原子與碳原子數之比為（3×16）∶4=1∶8，即該化合物的化學式為C8K。

其他類型的晶體這里就不一一贅述。

二、例解切割法在問題解決中的應用

例1元素X位于第四周期，其基態原子的

了自身離子增加的水解效果，從而有效地增加了溶液中的H+數量，從而在pH的變化上，不會有大幅度的變化。而強酸溶液則不會出現這種問題，所以導致了這一情況的出現。同時在進行中和的過程中，對強堿溶液的消耗上，弱酸溶液需要的強堿溶液更多。

4.強堿溶液和弱堿溶液同pH的稀釋問題

強堿和弱堿溶液的稀釋過程中所出現的相關問題

和強酸弱酸溶液的問題極為類似，只是在計算的過程中仍存在一定的差異，這和上面提及的計算方式類似，就不做細說。

5.溶液中的沉淀問題

在進行溶液的混合過程中，某些酸堿物質是不易溶解的物質，所以在混合的過程中，若進行混合，

就可能導致沉淀，這樣對于整體的酸堿結構上，都會產生很大的影響，所以在進行這一類溶液的混合過程中，還需要結合實際情況進行分析。只不過這一類問題只是極個別的特例，在進行混合的時候，并不常見。

三、溶液的pH計算中的常見問題分析

在進行溶液的pH計算過程中我們主要的運用形式就是通過對溶液中的H+離子摩爾濃度的計算進行的相應的計算，而主要遵從的性質則是通過pH+pOH=-LgKW=14，而這個公式的先決條件則是在常溫25℃的情況下。

當常溫的條件下，同體積的強酸強堿溶液的pH之和等于14的情況下，那么進行中和則最終的溶液呈現中性。而同時當同樣的先決條件下若pH之和大于14那么其混合溶液則呈現堿性，反之混合溶液就是酸性。

而發成這樣的主觀原因就是我們在進行計算的過程中，對酸堿性的定義上主要還是通過對pH的定義來完成的這一類計算。所以不論是哪種情況在進行計算的過程中，都需要遵循最初的原則問題，這樣能夠很好的完成其中的各類數據問題，對于學生更好的掌握高中化學方面都能夠提供相應的幫助。

總之我們在進行高中化學的教學實踐過程中，就需要針對其所存在的內在問題進行相應的歸納總結，在促進教學的改革進展過程中，通過不斷的進行相應的體例解析方面進行相應的模型分析，這樣不論是提高學生的自學能力方面，還是提高學生對這一類問題的理解上，都能夠很好的分析出其中的問題所在。而這樣對于提高學生在化學方面的成長上，都是具有良好的效益的。

（收稿日期：2015-03-20）