追本溯源辨晶胞.pdfVIP

教学参考 追本溯源辨晶胞 盛 荣 (江都区育才中学，江苏扬州 225200) 摘要：从对一道晶体结构题的质疑出发，结合中学化学教材中有关晶体结构的基本概念，简述了晶胞的划分方法和原则， 分析了晶胞的结构特征，对相关的教学要求、命题思路及学习方法提出了建议。 关键词：晶胞；晶胞特征；晶胞组成；晶体结构；点阵平移 文章编号：1005—6629(2016)8—0092—04 中图分类号：G633．8 文献标识码：B 1 问题的提出 的晶胞含义做些许辨析，谨此提出问题以作分析并 扬州市2016届高三第二次调研测试中有这样 略供参考。 一 道物质结构题，要求根据图1所示的 x“与z所 2 晶胞的划分 形成的一种化合物的基本结构单元”推算该物质 2．1 晶体结构的周期性-一一点阵平移 的化学式 (已知x是铁、z是硫)，此问在命题意 中学教材将晶体结构描述为 “构成晶体的微 图中仅为低难度的常规题，似乎只需代人晶胞占有 粒在空间呈有规则的重复排列”l2】，将晶胞定义为 原子的计算规则就可解答：因为晶胞中每个顶点上 “反映晶体结构特征的基本重复单位”[3】，这样的 的粒子均 由8个相邻晶胞共享，故每个晶胞只占 表述直白而易被理解，不过要厘清晶胞特征却必 1 须先对 “重复”的含义加以精确界定。晶体可能具 有该粒子的亡，所以位于六面体顶点上的Fe共有 0 有多种对称元素，但这里的 “有规则”(大学教材 1 4×古，再加上内部独占的1个Fe和4个S，由数 称之为 周“期性”)指的是能将晶体的微观结构抽 。 象成 点“阵”进行研究。点阵是一组数 目无限的点， 目之比可得化学式为 S。这样的解法对于晶胞 连结其中任意两点可得一向量 (如是相邻两点则 当然毫无问题，但图l结构真的是一个晶胞吗? 称为 单“位向量”或 “素向量”)，将各个点按此向 量平移 (不能有任何转动)后能使它复原。图3即 o Z 是一种二维点阵的示意图，分别按向量a、b、c平 ● X 移后均可与原点阵重合。就此也不难看出，点阵中 的每个 (称为 ‘阵点”)都必须完全相同。 ；== _ · · 图 1 试题 中的晶体结构 笔者在解答本题时对其能否按照晶胞计算颇 ． 感犹豫，查阅教辅资料后发现类似结构不仅频现 ● ● ● ● 而且解法一致，即使在教参所附习题中也将 图2 ● ● ● ● 两种结构作为晶胞处理 [】】。为求证解惑，查阅了结 图3 二维点阵示意图 构化学的相关书籍，认为有必要对此类习题中涉及 2．2 晶体结构的最小重复单位一一结构基元 在具体的物质结构中，某些单质如金属钠 (图