利用“三維構型”深化晶體組成結構

喬偉蔚

晶體組成與結構是涉及了晶體的組成微粒以及微粒在空間的立體排布，建立晶體組成的空間“三維構型”的模型有利于強化對晶體的結構認識。在不同版本的教材中大多都展示了不同晶型的“晶胞”結構，利用“堆積”關系強化了晶體的延伸與大構型。

一、常見四種晶體類型的性質比較（見表1）

二、“三維構型”之于常見晶體結構

1.“正四面體”常見構型

（1）以CH4 、CCl4等為代表的單分子構型（如圖1所示），該“正四面體”的形成是以碳原子為中心，4個氫原子或4個鹵原子形成正四面體構型。

（2）以P4為代表的單分子構型（如圖2所示），該“正四面體”的形成是以4個磷原子形成正四面體構型，每個磷原子與另外的3個形成三個共價鍵。

（3）以金剛石、晶體硅為代表的立體網狀正四面體構型（如圖3所示），該構型是以每一個原子為中心，另外的4個原子與之相連，從而形成正四面體的構型，這也是形成該晶型為原子晶體的原因，原子間均為共價鍵作用，是一種強作用。

圖3其實，金剛石與晶體硅結構是一樣的，只不過是硅晶體與金剛石比較，鍵長變長，鍵能變小了。

（4）以二氧化硅為代表的立體網狀正四面體構型（如圖4所示），該構型是以每一個硅原子為中心，另外的4個氧原子與之相連，從而形成正四面體的構型，這也是形成該晶型為原子晶體的原因，原子間均為共價鍵作用，是一種強作用。

三、利用正方體培養“三維立體建模”的基礎模型

1.正方體的模型點線（如圖5所示，1個中心、8個頂點、12條面對角線、4條體對角線）

2.連接6條面對角線——形成P4分子的空間構型，如圖6所示。

3.以六面體中心O連接4個頂點——形成CH4分子的空間構型，如圖7所示。

4.以六面體中某一頂點為中心形成A1型密堆積——如干冰分子的空間構型，如圖8所示。

在六面體的頂點上周圍有密堆積的6個二氧化碳分子，其連接的3個面心上各有一個二氧化碳分子，因此，其配位數為12。

5.分割的正四面體關系——碳化硅，如圖9所示。