利用“三维构型”深化晶体组成结构

乔伟蔚

晶体组成与结构是涉及了晶体的组成微粒以及微粒在空间的立体排布，建立晶体组成的空间“三维构型”的模型有利于强化对晶体的结构认识。在不同版本的教材中大多都展示了不同晶型的“晶胞”结构，利用“堆积”关系强化了晶体的延伸与大构型。

一、常见四种晶体类型的性质比较（见表1）

二、“三维构型”之于常见晶体结构

1.“正四面体”常见构型

（1）以CH4 、CCl4等为代表的单分子构型（如图1所示），该“正四面体”的形成是以碳原子为中心，4个氢原子或4个卤原子形成正四面体构型。

（2）以P4为代表的单分子构型（如图2所示），该“正四面体”的形成是以4个磷原子形成正四面体构型，每个磷原子与另外的3个形成三个共价键。

（3）以金刚石、晶体硅为代表的立体网状正四面体构型（如图3所示），该构型是以每一个原子为中心，另外的4个原子与之相连，从而形成正四面体的构型，这也是形成该晶型为原子晶体的原因，原子间均为共价键作用，是一种强作用。

图3其实，金刚石与晶体硅结构是一样的，只不过是硅晶体与金刚石比较，键长变长，键能变小了。

（4）以二氧化硅为代表的立体网状正四面体构型（如图4所示），该构型是以每一个硅原子为中心，另外的4个氧原子与之相连，从而形成正四面体的构型，这也是形成该晶型为原子晶体的原因，原子间均为共价键作用，是一种强作用。

三、利用正方体培养“三维立体建模”的基础模型

1.正方体的模型点线（如图5所示，1个中心、8个顶点、12條面对角线、4条体对角线）

2.连接6条面对角线——形成P4分子的空间构型，如图6所示。

3.以六面体中心O连接4个顶点——形成CH4分子的空间构型，如图7所示。

4.以六面体中某一顶点为中心形成A1型密堆积——如干冰分子的空间构型，如图8所示。

在六面体的顶点上周围有密堆积的6个二氧化碳分子，其连接的3个面心上各有一个二氧化碳分子，因此，其配位数为12。

5.分割的正四面体关系——碳化硅，如图9所示。