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也谈金刚石和二氧化硅的晶体结构江苏省木渎高级中学陆文明 邮编：215101化学教育2000年第9期第13页湖北宣恩县第一中学易宗孝老师在从晶体硅和二氧化硅的教学谈起一文中写道：“同样，从最小的12元环出发，每个环上有6个硅原子和6个氧原子，可得到每个12元环完整地占有个硅原子，占有个氧原子，即硅原子与氧原子的比为1：2。实际上与金刚石晶体中，每个最小的六元环完整地占有个碳原子，个共价键的结论是一致的。”笔者认为该结论有误。在金刚石晶体中，每2个直接相邻的CC共价键（如图2中和）只为两个近乎垂直的六元环同时所共有。当考虑每个最小的六元环完整地占有 图1 图2多少个碳原子时，可从晶体中每个碳原子连有的4个CC 共价键 （ ）着手。当六元环拥有其中任意一个CC共价键时，同时拥有该碳原子，而4个CC共价键中任意2个键都是直接相邻的关系，根据数学上的排列组合原理，从4个CC共价键中任取2个，有种情况，故可知，这4个CC共价键为个六元环共有，即该碳原子为这12个六元环共有。所以，每个最小的六元环完整地占有个碳原子。当考虑每个最小的六元环完整地占有多少个CC共价键时，也可从出发，先假定这些六元环都拥有其中一个共价键（如键）， 当六元环都含有该键时，肯定也含有该碳原子，也就是说，当成环时，这些六元环除拥有键外，还同时拥有该碳原子上余下三个共价键其中之一，任取余下三个CC共价键中的一个键，根据数学上的排列组合原理，有种情况，且每种情况中，所取CC键与键都为直接相邻的关系，故可知共有个六元环拥有键，所以每个最小六元环完整地占有个CC共价键。同理考虑二氧化硅晶体中，每个12元环完整地占有个硅原子。当把每个12元环中“”看作一个整体时，这相当于金刚石晶体中的一个“CC”键，且当12元环拥有该“”单元时，即拥有该氧原子，所以，每个12元环完整地占有个氧原子。综上所述，在金刚石晶体中，每个最小六元环完整地占有1/2个碳原子，占有1个共
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