如何解决材料结构与立体几何组合的测试问题_立体几何论文

如何解物质结构与立体几何结合的试题,本文主要内容关键词为:立体几何论文,试题论文,物质论文,结构论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

化学科《考试说明》中,关于对能力的要求有“对原子,分子,化学键等微观结构有一定的三维的想象能力”,“将化学问题抽象成数学问题,利用数学工具,解决化学问题的能力”。

高考化学试题的命题趋势之一是,加强与数学、物理等相关学科的联系,加强化学与日常生活、工农业生产实际的联系。本文仅从化学物质结构与数学立体几何有关知识联合解题举例分析。

一.晶体结构

晶体是具有一定规则的几何外形的固体。其内部结构都是按一定规律重复排列,因此涉及空间立体几何、排列、组合、对称等知识。解题关键是通过结构扩展,发挥想象,找出规律。常见题型有求微粒个数比,求平均每个基本单位的各原子数,求化学式等。

例1 石墨的层状结构如上图所示,每一层内碳原子排列成正六边形,图中平均每个正六边形所含的碳原子数为____,图中这七个正六边形共拥有____个碳原子。

分析:虽然每个正六边形含6个碳原子, 但每个碳原子不是一个正六边形所专用,由图可知,每个碳原子都被3个正六边形公用, 故平均每个正六边形含碳6×(1/3)=2(个)。图中七个正六边形拥有中间6个碳,四周的碳并非完全拥有:其中凸出的12个碳,此图只用1/3,凹进的6个碳此图用了2/3,故共拥有6+12×1/3+6×2/3=14(个)(符合2×7=14)。

例2 某物质的晶体中含A、B、C三种元素(如图),(其中前后两面心上的B原子不能画出),晶体中A、B、C原子数比为( )。

(A)1:3:1

(B)2:3:1

(C)2:2:1

(D)1:3:3

分析:晶体应为()如图()立方体无限扩展开去,每个()如图()基本单元中拥有一个C,拥有6个B,但每个B要被2个基本单元共有,故平均拥有6×1/2=3(个),A有8个,但每个A会被8个基本单元共用,故平均8×1/8=1,故答案为(A)。

例3 β-羧乙基锗倍半氧化物(即Ge-132 )是与人体健康有关的最重要的有机锗化合物,其片层结构如图所示,每个锗原子与3个氧原子相连,每个氧原子与两个锗原子相连,形成片层可延伸的十二元环,每个锗原子还连接一个羧乙酸(-CH[,2]CH[,2]COOH),各片层之间

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