晶體計算的類型

山西省平順中學(xué)張富生（2017、4、11）晶體結(jié)構(gòu)是近幾年來高考考查的重點和熱點，特別是晶體結(jié)構(gòu)的計算更是其中的重中之重，它體現(xiàn)了高考考試說明中提出的“將化學(xué)問題抽象為數(shù)學(xué)問題，利用數(shù)學(xué)工具，通過計算推理解決化學(xué)問題的能力”的要求。

【教學(xué)設(shè)計】1、學(xué)習(xí)目標(biāo)：

（1）晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中的基本單元

（2）晶胞排列--------無隙并置

（3）晶胞兩個基本要素：

原子坐標(biāo)參數(shù)

晶胞參數(shù)（描述晶胞大小和形狀）

（4）均攤法判斷晶胞中微粒個數(shù)

2、認(rèn)識晶胞

考綱要求：了解典型晶胞模型

原子晶體：金剛石、二氧化硅、（晶體硅）

分子晶體：干冰

離子晶體：氯化鈉、氯化銫、氟化鈣

金屬晶體：簡單立方堆積

面心立方堆積

體心立方堆積

六方最密堆積

混合晶體：石墨晶體

3、晶體計算的類型一、分?jǐn)偡ù_定晶體的化學(xué)式

【例題1】石墨能與熔融金屬鉀作用，形成石墨間隙化合物，K原子填充在石墨各層碳原子中，比較常見的石墨間隙化合物是青銅色的化合物，其化學(xué)式可寫作CxK，平面結(jié)構(gòu)如圖所示則x值為（）

A.8B.12C.24二、守恒法求晶體的微粒個數(shù)

【例題2】已知非整數(shù)比化合物Fe0.95O具有類似氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)，由于n(Fe):n(O)＜1,所以晶體結(jié)構(gòu)存在缺陷。請回答：

（1）Fe0.95O中Fe(+2價)和Fe(+3價)占總鐵量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是多少？

（2）寫出標(biāo)明鐵元素價態(tài)的該晶體的化學(xué)式。

三、概念法求晶體的密度、微粒半徑、阿伏伽德羅常數(shù)

【例題3】已知金剛石的晶胞如圖,金剛石中C-C鍵長為155pm,求金剛石的晶體密度?

四、幾何法求算晶體原子的空間利用率

【例題4】計算六方最密堆積晶胞空間利用化學(xué)鍵Si-OSi-Cl

Si-Si

Si-C

O=O

H-H

H-Cl

鍵能/kJ?mol-1460360176347498436431

五、信息處理法求算有關(guān)晶體參與反應(yīng)的斷鍵問題

【例題5】通常人們把拆開1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能．鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱（△H），化學(xué)反應(yīng)的△H等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差．

回答下列問題

（1）比較下列兩組物質(zhì)的熔點高低（填“＞”或“＜”）：SiCSi；SiCl4SiO2．

（2）工業(yè)上用高純硅可通過下列反應(yīng)制?。?/p>

高溫

Si