融合高中數(shù)學(xué)立體幾何相關(guān)知識(shí)的晶胞投影、粒子坐標(biāo)問(wèn)題,有助于考生認(rèn)識(shí)晶體的堆積方式和空隙分布,對(duì)考生的空間想象能力、抽象思維能力要求較高,因具有較高的區(qū)分度,所以在高考中經(jīng)常出現(xiàn).本文對(duì)晶胞投影、粒子坐標(biāo)進(jìn)行考點(diǎn)解讀,以期加深學(xué)生對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的理解.
1 有關(guān)晶胞投影圖像的考查
例1 Ga、Li和O3種原子形成的一種晶體基片在二極管中有重要用途.其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示.
上述晶胞沿著y 軸的投影圖為____.
解析
由圖1可知,頂點(diǎn)和體心是O,上下面心是Li,棱上是Ga,所以沿著y 軸的投影圖為C.
【考點(diǎn)解讀】晶胞投影圖像常見的考查方式是沿坐標(biāo)軸、體對(duì)角線、面對(duì)角線等視角選擇正確的投影圖或者是畫出原子在某方向的投影位置.該類問(wèn)題側(cè)重于對(duì)理解與辨析、分析與推測(cè)以及信息提取、加工和應(yīng)用等能力的考查.要求考生能從題給文字和晶胞結(jié)構(gòu)圖像中篩選并提+MulL+08ucYKyQZhrLY926IWDnU1I1p23tK0+sd8QDI=煉出有效信息,整合重組、遷移應(yīng)用立體幾何等數(shù)學(xué)知識(shí),發(fā)揮空間想象能力并靈活轉(zhuǎn)化.利用三維空間結(jié)構(gòu)合理降維,將有助于認(rèn)識(shí)晶體中微粒的排列規(guī)律,培養(yǎng)考生思維的有序性,是數(shù)形結(jié)合、學(xué)科融合、綜合考查的重要體現(xiàn).
【方法點(diǎn)撥】晶胞結(jié)構(gòu)的投影圖歸納(如表1).
變式1 CuInS2(相對(duì)分子質(zhì)量為Mr)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2G甲所示,圖2G乙為Cu原子沿z 軸方向在x、y 平面投影的位置,在圖2G乙中畫出S原子沿該方向的投影位置____(用“●”表示S原子).
解析 由圖2可知,Cu原子在z軸方向投影位于頂點(diǎn)和面心上,S原子在z 軸方向投影位于頂點(diǎn)和面心連線的中點(diǎn)上,S原子在x、y 平面的投影如圖3所示.