高中化学竞赛辅导专题讲座——三维化学
第二节 规则晶体的密度计算
在第一节中,我们学习了空间正方体与正四面体的关系,能把四面体型的碳化硅原子晶体(或金刚石)用正方体模型表示出来。本节我们将着重讨论如何来计算其密度。先来了解一下有关密度的问题吧。
【讨论】在初中物理中,我们学习了密度概念。密度是某一物质单位体积的质量,就是某一物质质量与体积的比值。密度是物质的一种属性,我们无限分割某一物质,密度是不变的(初中老师说过)。这儿请注意几个问题:其一,密度受环境因素,如温度、压强的影响。“热胀冷缩”引起物质体积变化,同时也改变了密度。在气体问题上,更是显而易见。其二,从宏观角度上来看,无限分割的确不改变物质的密度;但从微观角度来看呢,当把物质分割到原子级别时,我们拿出一个原子和一块原子间的空隙,或在一个原子中拿出原子核与核外部分,其密度显然都是不一样的。在化学中有关晶体密度的求算,我们是从微观角度来考虑的。宏观物质分到何时不应再分了呢?我们只要在微观角度找到一种能代表该宏观物质的密度的重复单位。一般我们都是选取正方体型的重复单位,它在三维空间里有规则地堆积(未留空隙),就构成宏观物质了,也就是说这个正方体重复单位的密度代表了该物质的密度。我们只要求出该正方体的质量和体积,不就是可以求出其密度了吗?现在,我们先主要来探讨一下正方体重复单位的质量计算。