淺談?dòng)嘘P(guān)晶體結(jié)構(gòu)的分析和計(jì)算(編輯修改稿)
2024-07-14 19:36 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 子數(shù)：由于每個(gè)晶胞中相當(dāng)于含有（4）個(gè)X和一個(gè)Y，即個(gè)XY2。 即 X：4 = Y： 1（在晶胞體內(nèi)） 化學(xué)式為XY或 XY2或Y2X 故：N = ②、求晶胞質(zhì)量：m = = ③、計(jì)算立方體的體積：ρ = = 由：ρ = =可知： ρ==解得：a＝ cm 又因?yàn)?r ＝a 所以r = cm答案：（1）4 8 XY2或Y2X （2）12 （3）109176。28′ （4） 二、晶體中化學(xué)鍵數(shù)的確定 在中學(xué)化學(xué)中計(jì)算化學(xué)鍵數(shù)目的物質(zhì)常見的是金剛石、二氧化硅、C60、C20和石墨。金剛石晶體：C原子最外層有4個(gè)電子，可以形成4對(duì)共價(jià)鍵，但每對(duì)共價(jià)鍵都與另一個(gè)C原子共用，所以要乘以，就得到共價(jià)鍵數(shù)目了；故1mol金剛石有2mol共價(jià)鍵。二氧化硅晶體：SiO2晶體中的基本結(jié)構(gòu)單元是硅氧四面體[SiO4]。在硅氧四面體中，Si原子位于四面體的中心，4個(gè)O原子分別位于四面體的4個(gè)頂點(diǎn)，形成4個(gè)SiO鍵。每一個(gè)硅氧四面體以共用頂點(diǎn)O原子的方式和相鄰的4個(gè)硅氧四面體連接，由此形成SiO2晶體。因此，在SiO2晶體中，每一個(gè)Si原子和周圍的氧原子形成4個(gè)SiO鍵，而相鄰Si原子之間則通過(guò)O原子相連，即SiOSi。所以，1mol SiO2晶體中含有4mol SiO鍵。C60是單質(zhì)家族中的新成員，已知每個(gè)碳原子與其他三個(gè)碳原子相連。請(qǐng)根據(jù)碳的成鍵方式計(jì)算C60分子中存在_____條CC單鍵，_____條C=C雙鍵。解析：碳原子的成鍵方式：每個(gè)碳原子通過(guò)4條共價(jià)鍵與其它原子成鍵。其成鍵方式如圖21所示：圖21 由圖21可以看出：每個(gè)C—C單鍵為2個(gè)碳原子所擁有，故每個(gè)碳原子占有 2=1條C C單鍵，分子中共有160=60條C—C單鍵；每個(gè)C=C雙2個(gè)原 子擁有，故每個(gè)碳原子占有1=條C=C雙鍵，分子中共有60=30條C=C雙鍵。德國(guó)和美國(guó)科學(xué)家首先制出由20個(gè)碳原子組成的空心籠狀分子C20，該籠狀結(jié)構(gòu)是由許多正五邊形構(gòu)成如圖22所示．圖22①C20分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳原子形成化學(xué)鍵；②多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系，遵循歐拉定理：頂點(diǎn)數(shù)+面數(shù)棱邊數(shù)=2，請(qǐng)回答：C20分子共有______個(gè)正五邊形，共有______條棱邊．解析：由圖22知，每個(gè)頂點(diǎn)上有1個(gè)碳原子，所以頂點(diǎn)個(gè)數(shù)等于碳原子個(gè)數(shù)為20，每個(gè)頂點(diǎn)含有棱邊數(shù)=3 = 則棱邊數(shù)=20=30，每個(gè)面含有頂點(diǎn)個(gè)數(shù)= = ，則面數(shù) =12?；蚋鶕?jù)歐拉定理得面數(shù)=2+棱邊數(shù)頂點(diǎn)數(shù)=2+3020=12（20個(gè)碳原子頂點(diǎn)數(shù)為20）。故答案
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