化學(xué)備考學(xué)案

31種解題方法讓你考試無憂(21)

切割法

晶體結(jié)構(gòu)微觀,如何確定晶體內(nèi)指定粒子的數(shù)目,需要通過想象而完成,因此顯得特別難。切割法是突破這一難點(diǎn)的一種方法。

●難點(diǎn)磁場

請?jiān)囎鱿铝蓄}目,然后自我界定學(xué)習(xí)本篇是否需要。

根據(jù)圖21―1推測,CsCl晶體中:

圖21―1

(1)每個(gè)Cs周圍距離相等且最近的Cs數(shù)目為___________;

(2)每個(gè)Cs周圍距離相等且次近的Cs數(shù)目為___________;

(3)每個(gè)Cs周圍相鄰的Cs數(shù)目為___________。

●案例探究

[例題]圖21―2中直線交點(diǎn)處的圓圈為氯化鈉晶體中Na或Cl所處的位置,請將其中代表Na的圓圈涂黑,以完成氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)示意圖,圖中每個(gè)Na周圍與它最接近且距離相等的Na共有______個(gè)。

命題意圖:本題主要考查學(xué)生對圖形的觀察能力和三維空間想象能力。

知識依托:NaCl的晶體結(jié)構(gòu),三維空間。

錯(cuò)解分析:不清楚NaCl晶體中Na、Cl個(gè)數(shù)比為1∶1,不知道NaCl晶體中Na和Cl交替出現(xiàn),從而不能準(zhǔn)確將代表Na的圓圈涂黑;甚至有人面對眾多圓圈,覺得          圖21―2

無從下手。沒有準(zhǔn)確的開始,必然導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。

解題思路:NaCl晶體是由Na和Cl互相結(jié)合在一起而堆積起來的,因?yàn)橥韵喑猓愋韵辔,陰、陽離子肯定是交替出現(xiàn)的。題中所給出的晶體的9個(gè)平面,每個(gè)平面的中心是1個(gè)離子,其上、下、前、后、左、右共有6個(gè)與之相反電荷的離子,平面的4個(gè)角上則是4個(gè)與之相同電荷的離子。按照這種認(rèn)識,只要將題示圖中任何一個(gè)圓圈涂黑(即認(rèn)為它是Na),然后再將與之相間隔的一個(gè)圓圈涂黑,就得到了NaCl晶體示意圖。

但是,這樣的涂黑,會得到兩種不同的圖形:一種處于立方體中心的是Na,另一種則是處于立方體中心的是Cl。

如果得到前一種圖形,對這兩個(gè)問題的回答將比較方便;如果得到后一種圖形,回答第二個(gè)問題時(shí)將會困難一些。為方便觀察,首先應(yīng)該把處于立方體中心的那個(gè)圓圈涂黑,讓它表示Na。

居于立方體中心的Na,實(shí)際上共有3個(gè)平面通過。這樣,我們可對該圖形沿x―平面、y―平面、z―平面分別進(jìn)行切割,得到如下三個(gè)平面:

圖21―3

從圖21―3中可以清楚地看出,在通過中心Na的3個(gè)平面內(nèi),每個(gè)平面都有4個(gè)Na居于平面的4個(gè)角上(也即4個(gè)頂點(diǎn)上),這4個(gè)Na與中心Na距離最近且距離相等,符合題目要求。因此,在NaCl晶體中,每個(gè)Na周圍與它最接近且距離相等的Na數(shù)目是12個(gè)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

答案:或        12。

 

●錦囊妙計(jì)

使用切割法的關(guān)鍵是選擇合適的切入點(diǎn),得到理想的切割面,而非亂切一氣。?

使用切割法的目的是將抽象、復(fù)雜的三維圖形切割成形象、簡單的平面圖形,使通過想象難以完成的作業(yè)變得形象、具體,化難為易。?

●殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練

1.(★★★)石墨晶體結(jié)構(gòu)如圖21―4所示。每個(gè)C原子周圍離它最近且距離相等的C原子個(gè)數(shù)是(   )

A.3                                 B.4                              C.5                              D.6

圖21―4                          圖21―5?

2.(★★★★)圖21―5所示結(jié)構(gòu)是干冰晶體中具有代表性的最小重復(fù)單元。則每個(gè)CO2分子周圍距離相等且最近的CO2分子數(shù)目為(   )

A.6                                 B.8                              C.10                                   D.12

3.(★★★★)如圖21―6,是鉀、氧兩元素形成的一種晶體在高溫時(shí)的立體結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重復(fù)單元。試問:每個(gè)鉀離子周圍最近且距離相等的鉀離子、氧離子數(shù)目分別是________和________。

圖21―6

4.(★★★★★)鉬有一種含氧酸根[MoxOy]z,式中x、yz都是正整數(shù);Mo呈+6價(jià),O呈-2價(jià)?砂聪旅娴牟襟E來理解該含氧酸根的結(jié)構(gòu):

A.所有Mo原子的配位數(shù)都是6,形成[MoO6]n,呈正八面體,稱為“小八面體”(圖21―7,只畫出部分,下同);

B.6個(gè)“小八面體”共棱連接可構(gòu)成一個(gè)“超八面體”(圖21―8);

C.“孿超八面體”可由兩個(gè)“超八面體”共用2個(gè)小八面體形成(圖21―9)。

圖21―7            圖21―8                 圖21―9

(1)小八面體的化學(xué)式[MoO6]nn=___________。

(2)超八面體的化學(xué)式是             

(3)“孿超八面體”的化學(xué)式是                     。

難點(diǎn)磁場

解析:

(1)、(2)(切割法)沿x、y、z三平面分別切割得:

其中標(biāo)號(1~6)原子(有重復(fù))與中心原子距離相等且最近(6個(gè))未標(biāo)號原子(沒有重復(fù))與中心原子距離相等且次近(12個(gè))。

(3)題圖所列周邊Cs都與中心Cs相鄰,其數(shù)目為9×3-1=26。

答案:6  12    26

殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練

1. A

2.解析:可以想象,干冰晶體中,圖示圖形的周圍緊密堆著許多正方體――每個(gè)面和棱上都連著1個(gè),共計(jì)個(gè)數(shù):6+12=18。

選取某個(gè)頂點(diǎn)上的CO2分子為研究對象,則離它最近的CO2是與它相連的每個(gè)側(cè)面中的CO2分子。以該CO2分子為中心沿x、y、z平面分別進(jìn)行切割得如下三個(gè)平面:

由此可知答案。

答案:D

3.解析:將兩個(gè)相鄰的氧離子看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn),此結(jié)構(gòu)即為NaCl晶體結(jié)構(gòu),仿照例題可得第一空答案。

選定一個(gè)鉀離子為研究對象,通過該鉀離子沿xy、z三軸對晶體進(jìn)行切割(想象出未畫出部分),得下圖:

可見,每個(gè)鉀離子周圍有12個(gè)氧離子。

答案:12       12

4.解析:(1)根據(jù)分子中化合價(jià)代數(shù)和為零,即可求得n值;

n=|+6+6×(-2)|=|-6|=6。

(2)(3)對超八面體和孿超八面體進(jìn)行切割(想象補(bǔ)充出未畫出部分),使抽象的立體結(jié)構(gòu)變?yōu)楹唵蔚狞c(diǎn)線結(jié)構(gòu),答案直觀明了。如下圖。

超八面體化學(xué)式為[Mo6O19]2!皩\超八面體”化學(xué)式為[Mo10O28]4。

答案:(1)6     (2)[Mo6O19]2                 (3)[Mo10O28]4

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同步練習(xí)冊答案