大学结构化学在高中教材的应用和高考试题的出现状况

大学结构化学在高中教材的应用和高考试题的出现状况摘要大学结构化学知识在高中教材（化学、选修3《物质结构与性质》人民教育出版社）的应用，对高中教材有极其重要的指导作用。研究一种物质，我们首先从结构着手，结构决定性质，性质决定用途。通过对物质及其分子结构层次的认识与分析，有助于从本质上对物质的了解和运用。大学结构化学知识对高中化学中有关物质结构知识方面的重点、难点得以深入地了解。化学教师懂得运用结构化学给高中生系统的讲课，有针对性的，并能很好的把握高考考题的方向，使教学轻松而有方向。将大学结构化学知识与相应的高中化学结合起来，从而培养学生空间思维能力、抽象思维能力，培养学生在学习化学过程中，由结构决定性质，性质决定用途的串联性，激发学生对事物追本溯源的研究热情。关键词结构化学高中化学选修3《物质结构与性质》晶体高考试题结构化学是在原子—分子上研究物质分子构型与组成的相互关系以及结构和各种运动的相互影响的化学分支科学。L.Pauling曾说过：“当任何一种物质的性质和物体的结构（以原子、分子和组成它的更小的粒子来表示）联系起来时，那么这种性质是最容易、最清楚地被认识和被理解的。结构化学知识在高中化学中知识应用于原子、分子、化学键及分子晶体、原子晶体、离子晶体、金属晶体。本次则注重结构化学部分知识在高中化学选修3《物质结构与性质》（人民教育出版社）的第三章晶体结构与性质的应用及此内容在高考化学试题中出现的情况。人类对晶体的最初认识也许是从采集石器时发现外形规则、光彩夺目的天然矿物开始的，进而把它们当做玩物和饰物。地球上的晶态物质比比皆是，仅矿物中就有98%是晶体。晶体是内部结构有规律排列的固体，有均匀性和异向性（各向异性）。晶体的周期性结构可以把它抽象成“点阵“来研究。首先确定晶体中重复出现的最小单元，作出结构基元。整个晶体被抽象成了一组点，成为点阵。即晶体结构=点阵结构+结构基元。晶胞是代表晶体结构的最小单位。晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列，晶胞的顶角原子是8个晶胞公用的，晶胞棱上的原子是4个晶胞共用的，晶胞面上的原子是2个晶胞共用的。金属铜的一个晶胞原子数=8*（1/8）+6*（1/2）=4。离子键是正、负离子间由于静电库仑作用而形成的稳定结合，没有方向性和饱和性。选修3第三章第4节的内容是离子晶体。当离子晶体向空间方向无限延伸、形成离子晶体后，由于正、负离子本身有大小，其比例半径不同，采用不同的堆积方式，使体系能量竟可能低，形成尽可能高配位数的离子晶体。正负离子配位数之比CN+/CN-，正离子配位数CN+是一个正离子周围最邻近的负离子数目，而负离子配位数CN-则是一个负离子周围是最邻近的正离子数目。以NaCl型晶体为例：分数坐标“语言”的描述；A:000B：1/20001/21/201/201/201/2001/21/21/201/21/21/2离子堆积“语言”的描述。化学组成n+/n-=1:1,立方最密堆积，六方最密堆积、立方体心堆积、金刚石型堆积。立方最密堆积：√2a=4r，空间用率74.05%，配位数12；六方最密堆积：r=1/2a，空间用率74.05%，配位数12；立方体心堆积：√3a=4r，配位数8，空间利用率68.02%；金刚型堆积：√3a=8r，配位数4，空间利用率34.01%。例：CaTiO3晶体是a=380pm的立方单位晶胞，结晶密度为4.10g/cm3，相对分子质量为135.98，求单位晶胞中所含分子数。N=VρNA/M=（3.8*10-8）3*4.10*6.02*1023/135.98=1例：（2010年江苏卷）参考文献：人民教育出版社课程教材研究所化学课程教材研发中心化学选修3《物质结构与性质》2004年12月第1版普通高等教育“十五”国家级规划教材《结构化学》李炳瑞著高等教育出版社2004年6月第1版《结构化学问题解析》苑星海、黄敏文编著天马图书有限公司出版2003年9月辽宁师范大学硕士研究生学位论文《大学结构化学在高中化学教学中的地位与应用》杨丽明20058年5月《结构化学》[专著]林梦海、林银钟执笔；厦门大学化学系物构组编20