Sáng kiến kinh nghiệm tinh thể

  • Số trang: 43 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 24 |
  • Lượt tải: 0
nguyen-thanhbinh

Đã đăng 8358 tài liệu

Mô tả:

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI Đơn vị: Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh Mã số: ................................ (Do HĐKH Sở GD&ĐT ghi) SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TINH THỂ Người thực hiện: NGUYỄN NGỌC BẢO TRÂN Lĩnh vực nghiên cứu: - Quản lý giáo dục  - Phương pháp dạy học bộ môn: Hoá học  - Lĩnh vực khác:  Có đính kèm: Các sản phẩm không thề hiện trong bản in SKKN  Mô hình  Phần mềm  Phim ảnh  Hiện vật khác Năm học: 2012 – 2013 1 SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: NGUYỄN NGỌC BẢO TRÂN 2. Ngày tháng năm sinh: 21 – 02 – 1983 3. Nam, nữ: Nữ 4. Địa chỉ: 59/65A – đường Phan Đình Phùng – phường Quang Vinh – TP Biên Hoà – Tỉnh Đồng Nai 5. Điện thoại: 0613828107 (CQ); ĐTDĐ: 0985945157 6. Fax: E-mail: baotranltv@gmail.com 7. Chức vụ: Giáo viên 8. Đơn vị công tác: Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO - Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: Thạc sĩ - Năm nhận bằng: 2011 - Chuyên ngành đào tạo: Lý luận và phương pháp dạy học Hoá học III.KINH NGHIỆM KHOA HỌC - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Hoá học Số năm có kinh nghiệm: 8 năm - Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây: + Nhiệt động hoá học. + Amino axit và peptit. + Lý thuyết cân bằng hoá học. + Cấu tạo nguyên tử và liên kết hoá học. + Lý thuyết động hoá học. 2 Tên sáng kiến kinh nghiệm: TINH THỂ I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Vấn đề đào tạo học sinh giỏi luôn là một nhiệm vụ quan trọng, nhất là đối với trường trung học phổ thông chuyên. Tuy nhiên, giáo trình dành cho chương trình chuyên không nhiều nên giáo viên và cả học sinh đều gặp không ít khó khăn trong quá trình dạy và học. Xuất phát từ thực tế đó chúng tôi đã biên soạn chuyên đề này góp phần trong việc giảng dạy cho học sinh chuyên Hoá. Đây là một chuyên đề của cá nhân nên không tránh khỏi những hạn chế nhất định, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thấy cô giáo. II. TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 1. Cơ sở lý luận 1.1. Bồi dưỡng học sinh giỏi Hoá học ở bậc trung học phổ thông 1.1.1. Bồi dưỡng học sinh giỏi là phát hiện, đào tạo nhân tài cho đất nước Trong công cuộc cải cách giáo dục hiện nay, việc phát hiện và đào tạo những học sinh giỏi để tạo đà phát triển nhân tài cho đất nước là một trong những nhiệm vụ quan trọng ở bậc THPT. Vì thế người giáo viên bộ môn cần có nhiệm vụ phát hiện, bồi dưỡng học sinh giỏi bộ môn. Công việc này mới mẻ, còn gặp nhiều khó khăn và mang những nét đặc thù của nó. 1.1.2. Những năng lực và phẩm chất của một học sinh giỏi Hoá học Có năng lực tiếp thu kiến thức và có kiến thức cơ bản vững vàng, sâu sắc, hệ thống. Biết vận dụng linh hoạt, sáng tạo những kiến thức cơ bản đó vào tình huống mới. Có năng lực tư duy sáng tạo, suy luận logic. Biết phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá vấn đề, có khả năng sử dụng linh hoạt phương pháp tư duy: quy nạp, diễn dịch, loại suy… Có kỹ năng thực nghiệm tốt, có năng lực về phương pháp nghiên cứu khoa học hoá học. Biết nêu ra những lý luận cho những hiện tượng xảy ra trong thực tế, biết 3 cách dùng thực nghiệm để kiểm chứng lại những lý luận trên và biết cách dùng lý thuyết để giải thích những hiện tượng đã được kiểm chứng. 1. 1.3. Một số biện pháp phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi Hoá học a) Một số biện pháp phát hiện học sinh có năng lực trở thành học sinh giỏi Hoá học Làm rõ mức độ đầy đủ, chính xác của kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo theo tiêu chuẩn kiến thức, kỹ năng của chương trình và sách giáo khoa. Làm rõ trình độ nhận thức và mức độ tư duy của từng học sinh bằng nhiều biện pháp và nhiều tình huống về lý thuyết và thực nghiệm để đo mức độ tư duy của từng học sinh. Đặc biệt đánh giá khả năng vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, sáng tạo. Soạn thảo và lựa chọn một số dạng bài tập đáp ứng hai yêu cầu trên đây để phát hiện học sinh có năng lực trở thành học sinh giỏi Hoá học. b) Một số biện pháp cơ bản trong quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi Hoá học Hình thành cho học sinh một kiến thức cơ bản, vững vàng, sâu sắc. Đó là lý thuyết chủ đạo, là các định luật cơ bản, là các quy luật cơ bản của bộ môn. Hệ thống kiến thức phải phù hợp với logic khoa học, logic nhận thức đáp ứng sự đòi hỏi phát triển nhận thức một cách hợp lý. Rèn luyện cho học sinh vận dụng các lý thuyết chủ đạo, các định luật, quy luật cơ bản của môn học một cách linh hoạt, sáng tạo trên cơ sở bản chất hoá học của sự vật, hiện tượng. Rèn luyện cho học sinh dựa trên bản chất hoá học, kết hợp với kiến thức các môn học khác chọn hướng giải quyết vấn đề một cách logic và gọn gàng. Rèn luyện cho học sinh biết phán đoán (quy nạp, diễn dịch…) một cách độc đáo, sáng tạo giúp cho học sinh hoàn thành bài làm nhanh hơn, ngắn gọn hơn. Huấn luyện cho học sinh biết tự đọc và có kỹ năng đọc sách, tài liệu. Người giáo viên bộ môn phải thường xuyên sưu tầm tích luỹ tài liệu bộ môn, cập nhật hoá tài liệu hướng dẫn học sinh tự học, tự nghiên cứu và xem đó là biện pháp không thể thiếu được trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi. 1.2. Bài tập hoá học 4 1.2.1. Vai trò, mục đích của bài tập hoá học Bài tập hoá học vừa là mục tiêu, vừa là mục đích, vừa là nội dung vừa là phương pháp dạy học hữu hiệu do vậy cần được quan tâm, chú trọng trong các bài học. Nó cung cấp cho học sinh không những kiến thức, niềm say mê bộ môn mà còn giúp học sinh con đường giành lấy kiến thức, bước đệm cho quá trình nghiên cứu khoa học, hình thành phát triển có hiệu quả trong hoạt động nhận thức của học sinh. Bằng hệ thống bài tập sẽ thúc đẩy sự hiểu biết của học sinh, sự vận dụng sáng tạo những hiểu biết vào thực tiễn, sẽ là yếu tố cơ bản của quá trình phát triển xã hội, tăng trưởng kinh tế nhanh và bền vững. 1.2.2. Phân loại bài tập hoá học Dựa theo nhiều cơ sở có thể chia bài tập hoá học ra thành nhiều loại nhỏ để học sinh dễ nắm bắt và ghi nhớ. 5 TỔNG QUÁT VỀ BÀI TẬP HÓA HỌC Bài tập tổng hợp Bài tập đơn giản Bài tập định tính Nghiên cứu tài liệu mới Bài tập định lượng Bài tập định tính có nội dung thực nghiệm Hoàn thiện kiến thức kỹ năng Kiểm tra đánh giá Nghiên cứu tài liệu mới 6 Bài tập định lượng có nội dung thực nghiệm Hoàn thiện kiến thức kỹ năng Kiểm tra đánh giá 1.2.3. Tác dụng của bài tập hoá học đối với việc dạy học nói chung và trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi Hoá học nói riêng a) Bài tập hoá học có những tác dụng sau: - Làm chính xác các khái niệm và định luật đã học - Giúp học sinh năng động, sáng tạo trong học tập, phát huy khả năng suy luận, tích cực của học sinh. - Ôn tập, củng cố và hệ thống hoá kiến thức. - Kiểm tra kiến thức, rèn luyện kỹ năng cơ bản của học sinh. - Rèn luyện và phát triển tư duy cho học sinh. b) Ngoài các tác dụng chung trên, trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học, bài tập hóa học còn có những tác dụng sau : - Là phương tiện để ôn luyện, kiểm tra, đánh giá nắm bắt kiến thức một cách chủ động, sáng tạo. - Là con đường nối liền giữa kiến thức thực tế và lý thuyết tạo ra một thể hoàn chỉnh và thống nhất biện chứng trong cả quá trình nghiên cứu. - Phát triển năng lực nhận thức, tăng trí thông minh, là phương tiện để học sinh tiến tới đỉnh vinh quang, đỉnh cao của tri thức. 1.3. Nội dung kiến thức hoá học thường được đề cập trong kỳ thi học sinh giỏi quốc gia A/ Lý thuyết đại cương - Cấu tạo nguyên tử, liên kết hoá học. Sự lai hoá các obitan. - Lý thuyết điện ly. Dung dịch.tính tan của các chất, các loại công thức tính nồng độ. Các phản ứng axít - bazơ, các loại chỉ thị của quỳ tím, phennolphtalein. - Tích số tan, các hằng số cân bằng axít – bazơ. Tính pH , Ka , Kb . - Các định luật về chất khí: Định luật Avogađrô, tỷ khối … - Phản ứng oxi hoá -khử, dãy điện hoá, thế oxi hoá -khử, sức điện động thành lập pin. - Các loại mạng tinh thể. 7 - Lý thuyết về phản ứng hoá học : Cân bằng hoá học, hiệu ứng nhiệt, nhiệt tạo thành, nhiệt đốt cháy, nhiệt hoà tan, năng lượng mạng lưới tinh thể, năng lượng liên kết, tốc độ phản ứng. - Năng lương tự do Gibbs, chu trình Bocnơ-habơ, định luật Hess. - Hạt nhân nguyên tử . - Hiện tượng phóng xạ, đồng vị phóng xạ, phản ứng hạn nhân. - Chu kỳ bán huỷ, độ phóng xạ, sự phân rã các hạn , , . B/ Hóa học vô cơ (hoá học về các ngưyên tố) - Các nguyên tố halogen, các nguyên tố oxi, lưu huỳnh, nitơ, phốt pho, cacbon. - Các hơp chất đơn giản, thông dụng của các nguyên tố trên . - Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm, sắt, đồng, chì, crôm, kẽm, thuỷ ngân. - Các hợp chất đơn giản, thông dụng của chúng. - Nhận biết các chất vô cơ. C/ Hóa hữu cơ - Danh pháp :Tên quốc tế, tên thông thường. - Hiệu ứng cấu trúc: Hiệu ứng cảm ứng, hiệu ứng liên hợp, hiệu ứng siêu liên hợp. - Đồng đẳng, đồng phân, lập công thức phân tử, công thức cấu tạo. - Hoá lập thể chất hữu cơ. - Cấu trúc và tính chất vật lý. - Phản ứng Hữu cơ và cơ chế phản phản ứng. - Xác định cấu tạo chất hữu cơ. - Tổng hợp hữu cơ. - Phân tích định tính, định lượng bằng các phương pháp đơn giản. - Thuyết cấu tạo hoá học, định luật Raum, tỉ khối. 2. Nội dung, biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài a) Nội dung của đề tài CHƯƠNG I: TÓM TẮT LÝ THUYẾT VỀ TINH THỂ I.1. KHÁI NIỆM VỀ CÁC HỆ TINH THỂ I.1.1. Mạng tinh thể 8 I.1.2. Tính đối xứng của tinh thể I.1.3. Chỉ số Miller I.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC TINH THỂ I.2.1. Sự sắp xếp các quả cầu khít nhất I.2.2. Số ion chứa trong một mạng cơ sở I.2.3. Số phối trí, hốc tứ diện, hốc bát diện I.2.4. Mật độ xếp khít tương đối P (độ đặc khít của mạng tinh thể) I.2.5. Khối lượng riêng của kim loại I.2.6. Tỉ số của bán kính ion dương và ion âm I.3. LIÊN KẾT HÓA HỌC TRONG TINH THỂ I.3.1. Liên kết trong mạng tinh thể kim loại I.3.2. Liên kết trong tinh thể ion I.3.3. Liên kết trong mạng tinh thể nguyên tử I.3.4. Liên kết trong mạng tinh thể phân tử CHƯƠNG II: MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ TINH THỂ b) Biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài - Nghiên cứu lý luận: + Nghiên cứu lý luận về mục đích, yêu cầu, biện pháp phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học. + Nghiên cứu lý luận về việc xây dựng hệ thống các câu hỏi và bài tập phần “Tinh thể”. + Tìm hiểu tài liệu có liên quan đến đề tài: Sách, nội dung chương trình, tài liệu giáo khoa chuyên Hóa học, các đề thi Hóa học trong nước và quốc tế. - Nghiên cứu thực tiễn + Tìm hiểu thực tiễn giảng dạy và bồi dưỡng học sinh khá, giỏi ở các lớp chuyên, chọn Hóa học nhằm phát hiện vấn đề nghiên cứu. + Trao đổi kinh nghiệm với các giáo viên có nhiều kinh nghiệm trong bồi dưỡng học sinh khá, giỏi, … 9 - Thực nghiệm sư phạm: Nhằm đánh giá hệ thống bài tập do tôi sưu tầm, biên soạn khi áp dụng vào thực tế giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi để dự thi học sinh giỏi cấp tỉnh và cấp quốc gia. III. HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI 1. Về lí luận Bước đầu sáng kiến kinh nghiệm đã xác định và góp phần xây dựng được một hệ thống bài tập về tinh thể tương đối phù hợp với yêu cầu và mục đích bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học ở trường phổ thông và giảng dạy các lớp chuyên hiện nay. 2. Về mặt thực tiễn Nội dung của sáng kiến kinh nghiệm giúp giáo viên có thêm nhiều tư liệu bổ ích trong việc giảng dạy lớp chuyên và bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi. IV. ĐỀ XUẤT, KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG 1. Đối với Sở giáo dục và nhà trường - Tổ chức nhiều đợt tập huấn báo cáo các chuyên đề dạy chuyên có chất lượng cao và áp dụng vào giảng dạy cho học sinh các lớp chuyên. - Khuyến khích và tạo điều kiện để giáo viên đầu tư soạn giảng các tài liệu dạy chuyên có chất lượng và hiệu quả cao. 2. Đối với giáo viên - Luôn tự học tập để nâng cao trình độ chuyên môn nhằm đáp ứng với yêu cầu có thể soạn giảng và giảng dạy các lớp chuyên. - Đầu tư soạn giảng những tài liệu giảng dạy cho các lớp chuyên. V. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bài tập Hóa học đại cương và vô cơ - Nguyễn Duy Ái, Đào Hữu Vinh -NXB Giáo dục, 2003. 2. Đề thi học sinh giỏi Quốc Gia từ năm 1996 đến 2010. 3. Đề thi Olympic Hóa học 30 - 4 từ năm 1998 đến 2010. 4. Đề thi học sinh giỏi giải toán trên máy tính cầm tay cấp tỉnh và cấp quốc gia từ năm 2008 đến 2011. 10 5. Một số vấn đề chọn lọc của Hóa học. Tập I - Nguyễn Duy Ái, Nguyễn Tinh Dung, Trần Thành Huế, Trần Quốc Sơn, Nguyễn Văn Tòng - NXB Giáo dục, 2004. 6. Tài liệu giáo khoa chuyên Hóa học 10 - Đào Hữu Vinh, Nguyễn Duy Ái - NXB Giáo dục, 2002. 7. Tuyển tập 10 năm đề thi Olympic Hóa học 30 tháng 4 - NXB Giáo dục, 2006. NGƯỜI THỰC HIỆN NGUYỄN NGỌC BẢO TRÂN 11 SỞ GD&ĐT ĐỒNG NAI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Đơn vị : Trường THPT Độc lập - Tự do - Hạnh phúc chuyên Lương Thế Vinh Đồng Nai, ngày 29 tháng 04 năm 2013 PHIẾU NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Năm học: 2012 - 2013 ––––––––––––––––– Tên sáng kiến kinh nghiệm: TINH THỂ Họ và tên tác giả: NGUYỄN NGỌC BẢO TRÂN. Chức vụ: Giáo viên. Đơn vị: Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh. Lĩnh vực: (Đánh dấu X vào các ô tương ứng, ghi rõ tên bộ môn hoặc lĩnh vực khác) - Quản lý giáo dục  - Phương pháp dạy học bộ môn: Hoá học  - Phương pháp giáo dục  - Lĩnh vực khác:  Sáng kiến kinh nghiệm đã được triển khai áp dụng: Tại đơn vị  Trong Ngành  1. Tính mới (Đánh dấu X vào 1 trong 2 ô dưới đây) - Có giải pháp hoàn toàn mới  - Có giải pháp cải tiến, đổi mới từ giải pháp đã có  2. Hiệu quả (Đánh dấu X vào 1 trong 4 ô dưới đây) - Hoàn toàn mới và đã triển khai áp dụng trong toàn ngành có hiệu quả cao  - Có tính cải tiến hoặc đổi mới từ những giải pháp đã có và đã triển khai áp dụng trong toàn ngành có hiệu quả cao  - Hoàn toàn mới và đã triển khai áp dụng tại đơn vị có hiệu quả cao  - Có tính cải tiến hoặc đổi mới từ những giải pháp đã có và đã triển khai áp dụng tại đơn vị có hiệu quả  3. Khả năng áp dụng (Đánh dấu X vào 1 trong 3 ô mỗi dòng dưới đây) - Cung cấp được các luận cứ khoa học cho việc hoạch định đường lối, chính sách: Tốt  Khá  Đạt  - Đưa ra các giải pháp khuyến nghị có khả năng ứng dụng thực tiễn, dễ thực hiện và dễ đi vào cuộc sống: Tốt  Khá  Đạt  - Đã được áp dụng trong thực tế đạt hiệu quả hoặc có khả năng áp dụng đạt hiệu quả trong phạm vi rộng: Tốt  Khá  Đạt  XÁC NHẬN CỦA TỔ CHUYÊN MÔN (Ký tên và ghi rõ họ tên) 12 THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ (Ký tên, ghi rõ họ tên và đóng dấu) CHƯƠNG I: TÓM TẮT LÝ THUYẾT VỀ TINH THỂ I.1. KHÁI NIỆM VỀ CÁC HỆ TINH THỂ I.1.1. Mạng tinh thể Sự phân bố các phân tử, nguyên tử hay ion trong tinh thể được tuân theo những quy luật nhất định đặc trưng cho cấu trúc nội tại tinh thể. Thông thường trong tinh thể học người ta chọn hệ tọa độ mà cả 3 trục đi qua một điểm mạng trùng với phương của các cạnh hình hộp. Một hình hộp cơ sở được gọi là một tế bào cơ bản (tế bào cơ sở). I.1.2. Tính đối xứng của tinh thể Một đặc điểm quan trọng của tinh thể là có tính đối xứng cao. Để phân loại hệ tinh thể có nhiều cách biểu diễn khác nhau. Một trong các cách đó là dựa vào tương quan giữa cạnh của tế bào cơ sở và các góc hợp thành. I.1.3. Chỉ số Miller Để mô tả các mặt khối trong mạng tinh thể người ta sử dụng các chỉ số Miller được kí hiệu là (hkl). Giả sử ta xét mặt phẳng ABC cắt 3 trục lần lượt tại a o, bo và 2co. Giá trị ao, bo, co được chọn làm đơn vị cho các trục tọa độ tương ứng và cắt các trục tại các đoạn 1, 1, 2. Ta lập trị số nghịch đảo của các hệ số trên: 1/1, 1/1, 1/2 rồi nhân những phân số thu được với bội số chung nhỏ nhất của các mẫu số, cuối cùng sẽ được các số nguyên 2, 2, 1. Mặt phẳng ABC khảo sát được gọi là mặt (2 2 1). Chỉ số (h k l) = (2 2 1) là chỉ số Miller của mặt ABC. Trường hợp điểm cắt tại 1 trục nào đó nằm ở vô cực, nghĩa là mặt song song với trục trên thì chỉ số tương ứng sẽ là 0. 13 I.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC TINH THỂ Ta đã biết trạng thái bền vững nhất của tinh thể là trạng thái ứng với năng lượng bé nhất nghĩa là ở trạng thái này sẽ đạt được một số lớn nhất các ion khác dấu tiếp xúc với nhau. I.2.1. Sự sắp xếp các quả cầu khít nhất a) Các khả năng xếp khít của các quả cầu đồng nhất Để tiện lợi cho việc xem xét các khả năng xếp khít, chúng ta coi các ion, nguyên tử hay phân tử như là những quả cầu đồng nhất. Với những quả cầu này ta có 2 cách sắp xếp chúng trên một lớp. Cách thứ nhất là theo hình 4 phương (4 cạnh) và cách thứ hai theo hình sáu phương (6 cạnh). Một cách trực giác từ hình vẽ ta nhận thấy cách sắp xếp thứ hai đạt được tiêu chuẩn khít hơn. Cách này được gọi là sự sắp xếp sáu phương khít nhất. Hình 1: Các kiểu sắp xếp quả cầu trên 1 lớp b) Sự sắp xếp sáu phương khít nhất Ở trường hợp này ta nhận thấy 1 quả cầu được xếp khít khi tiếp xúc với 6 quả cầu bao quanh. Ta kí hiệu lớp thứ 1 là lớp A. Trên lớp thứ 2 (lớp B) người ta phải xếp quả cầu sao cho nó nằm lọt vào chỗ lõm xuống của 3 quả cầu thuộc lớp thứ 1 (lớp A). Quan sát sự sắp xếp này người ta thấy có 2 loại hốc (khoảng không gian trống) khác nhau. Loại hốc thứ nhất được gọi là hốc tứ diện T. Loại hốc thứ hai được kí hiệu là hốc bát diện 0. 14 T O Hình 2: Sự xếp lớp B trên lớp A Với 2 loại hốc này sẽ có 2 khả năng xảy ra khi xếp tiếp các quả cầu trên lớp thứ 3. - Trường hợp 1. Khi xếp các quả cầu trên lớp thứ 3 vào vị trí hốc T thì chúng nằm trực tiếp trên các quả cầu đã xếp ở lớp thứ 2, nghĩa là các quả cầu lớp 1 và lớp 3 xếp trùng lên nhau. Kiểu xếp này được kí hiệu là ABAB…(xem hình 3). Sự sắp xếp này gọi là sắp xếp các quả cầu sáu phương khít nhất. X X X Hình 3: Sắp xếp quả cầu sáu phương khít nhất theo mặt cắt - Trường hợp 2. Khi các quả cầu xếp vào vị trí hốc 0 ở lớp 3 (C) thì chúng không trùng với lớp thứ 1 mà đến lớp thứ 4 điều này mới lặp lại như ở lớp thứ 1. Cách sắp xếp này được kí hiệu là ABC ABC…Đây là sự sắp xếp quả cầu lập phương khít nhất (xem hình 4). X X X Hình 4: Sắp xếp quả cầu lập phương mặt tâm theo mặt cắt 15 Sự phân bố các quả cầu khít nhất vừa trình bày ở trên sẽ giúp người ta mô tả cấu trúc tinh thể của kim loại, khí trơ cũng như tinh thể ion. Sau đây ta xét một số đại lượng đặc trưng của cấu trúc tinh thể. I.2.2. Số ion chứa trong một mạng cơ sở a) Mạng lập phương đơn giản - Đỉnh là các nguyên tử kim loại hay ion dương kim loại. - Số phối trí = 6. - Số đơn vị cấu trúc: 1 b) Mạng lập phương tâm khối - Đỉnh và tâm khối hộp lập phương là nguyên tử hay ion dương kim loại. - Số phối trí = 8. - Số đơn vị cấu trúc: 2 c) Mạng lập phương tâm diện - Đỉnh và tâm các mặt của khối hộp lập phương là các nguyên tử hoặc ion dương kim loại. - Số phối trí = 12. - Số đơn vị cấu trúc:4 d) Mạng sáu phương đặc khít (mạng lục phương) - Khối lăng trụ lục giác gồm 3 ô mạng cơ sở. Mỗi ô mạng cơ sở là một khối hộp hình thoi. Các đỉnh và tâm khối hộp hình thoi là nguyên tử hay ion kim loại. - Số phối trí = 12. - Số đơn vị cấu trúc: 2 16 I.2.3. Số phối trí, hốc tứ diện, hốc bát diện Hèc b¸t diÖn Hèc tø diÖn a) Mạng lập phương tâm mặt - Hốc tứ diện là 8. - Hốc bát diện là: 1 + 12.1/4 = 4. b) Mạng lục phương - Hốc tứ diện là 4. - Hốc bát diện là: 1 + 12.1/4 = 2. 17 I.2.4. Mật độ xếp khít tương đối P (độ đặc khít của mạng tinh thể) Đối với các hệ tinh thể khác ta cũng xem xét cụ thể để biết được số quả cầu chiếm trong thể tích của tinh thể. Biết được số quả cầu sẽ giúp chúng ta tính được các đặc trưng quan trọng khác của tinh thể. Người ta định nghĩa đại lượng P này bằng tỉ số của thể tích chiếm bởi một quả cầu Vc trên thể tích của toàn bộ tế bào cơ bản đó V tb. Vậy độ xếp khít được xác định theo biểu thức: P N. Vc Vtb N: Số quả cầu chứa trong thể tích của tinh thể xem xét. Để đơn giản cho phép tính, ta giả thiết bán kính cation và anion là như nhau và gọi a là hằng số mạng. LËp ph ¬ng t©m khèi LËp ph ¬ng t©m mÆt a) Mạng tinh thể lập phương tâm khối 18 C A B B A A Lôc ph ¬ng chÆt khÝt a a 2 a 3 = 4r Số quả cầu trong một ô cơ sở : 1 + 8. 1/8 = 2 Tổng thể tích quả cầu = 4 2.  .r 3 3 4 3 3 2.  .(a ) = 68% 3 4 = a3 Thể tích của một ô cơ sở a3 b) Mạng tinh thể lập phương tâm diện a a a 2 = 4.r Số quả cầu trong một ô cơ sở : 6. 1/2 + 8. 1/8 = 4 Tổng thể tích quả cầu = 4 4.  .r 3 = 3 a3 Thể tích của một ô cơ sở 4 2 3 4.  .(a ) = 74% 3 4 a3 c) Mạng tinh thể lục phương đặc khít Số quả cầu trong một ô cơ sở: 4. 1/6 + 4. 1/12 + 1 = 2 Tổng thể tích quả cầu = 4 2.  .r 3 3 19 = 4 a 2.  .( )3 3 2 = 74% Thể tích của một ô cơ sở a.a 3 2a. 6 . 2 2 a3 2 a 2a 6 b= 3 a a 3 2 a a a = 2.r ¤ c¬ së a 6 3 a a Nhận xét: Bảng tổng quát các đặc điểm của các mạng tinh thể kim loại Cấu trúc Hằng số Số Số Số Số hốc Độ đặc mạng hạt phối hốc O khít (%) (n) 2 trí 8 T - - 68 Lập ===90 phương a=b=c tâm o khối (lptk:bcc) Lập Kim loại Kim loại kiềm, Ba, Fe, V, Cr, … 4 12 8 4 74 Au, Ag, phương Cu, Ni, tâm Pb, Pd, diện (lptd: fcc) Pt, … ===90 o a=b=c 20
- Xem thêm -