坐標(biāo)系在化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用的方式分析

1、坐標(biāo)系在化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用的方式分析坐標(biāo)系在化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用非常廣泛,中學(xué)階段多見于數(shù)軸及直角坐標(biāo)系的運(yùn)用。在此根底上,結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)例,本文補(bǔ)充介紹一維坐標(biāo)系中建立縱坐標(biāo)的運(yùn)用、二維坐標(biāo)系中等邊三角形坐標(biāo)系的運(yùn)用以及三維坐標(biāo)系在化學(xué)中的運(yùn)用,以說明坐標(biāo)系運(yùn)用在化學(xué)教學(xué)中的廣闊性和深化性。一、一維縱坐標(biāo)(1)膽礬溶解熱為 kJ/mol;(2)無(wú)水硫酸銅溶解熱為 kJ/mol;(3)由以上數(shù)據(jù)可知,膽礬脫水熱為 kJ/mol,是 熱過程。拓展:在解答某一類能量變化題時(shí),假設(shè)能充分利用一維縱坐標(biāo),可以使許多有關(guān)能量上下等之類的問題變得形象、直觀和簡(jiǎn)明扼要,以到達(dá)撥開云霧見晴天之成效。對(duì)于借助數(shù)軸來(lái)

2、強(qiáng)化化學(xué)上有關(guān)數(shù)和點(diǎn)的知識(shí)的理解和記憶,相關(guān)資料介紹得也較多,總結(jié)起來(lái)多集中反映在:溶解性的分類、鐵合金的分類、分散系的分類、溶液酸堿性與pH的關(guān)系、沉淀的生成、溶解與pH的關(guān)系、反響物的化學(xué)計(jì)量數(shù)與產(chǎn)物之間的關(guān)系等,本文不再贅述。二、二維等邊三角形坐標(biāo)系【例2】在一定溫度下,向NaCl飽和溶液中參加KCl后,NaCl的溶解度要降低。當(dāng)KCl加到一定數(shù)量后,會(huì)得到同時(shí)飽和的NaCl和KCl溶液。在 KCl的飽和溶液中參加NaCl,KCl的溶解度也要降低,最后也得到同時(shí)為KCl和NaCl所飽和的溶液。這種溶解度變化的關(guān)系,可以從等邊三角形坐標(biāo)表示的圖形中反映出來(lái)。等邊三角形坐標(biāo)可以表示出三種物質(zhì)

3、的任何質(zhì)量百分組成。三角形頂點(diǎn)A、B、C分別代表三種純物質(zhì)。三條邊線表示任何兩種物質(zhì)混合物的百分組成。三角形內(nèi)各點(diǎn)表示三種物質(zhì)混合物的百分組成。例如圖中的p點(diǎn)表示:A20%,B10%,C70%。在一次實(shí)驗(yàn)中,分析五個(gè)飽和溶液的組成,得到如下結(jié)果(以質(zhì)量百分率表示):請(qǐng)?jiān)诘冗吶切巫鴺?biāo)圖上標(biāo)出上表中各點(diǎn)的位置,再將各點(diǎn)連成曲線。連結(jié)AF和BF。答復(fù)以下問題:(1)D、E兩點(diǎn)分別表示什么?(2)F點(diǎn)表示什么?(3)DF和EF曲線分別表示什么?(4)假設(shè)NaCl、KCl、H2O三種物質(zhì)混合物的百分組成在CDEF區(qū)域內(nèi),那么該混合物處于什么狀態(tài)?(5)假設(shè)混合物的百分組成在ADF區(qū)域內(nèi),那么該混合物處

4、于什么狀態(tài)?假設(shè)混合物的百分組成在BEF區(qū)域內(nèi),那么該混合物處于什么狀態(tài)?答案:(1)D、E兩點(diǎn)分別表示NaCl的飽和溶液、KCl的飽和溶液;(2)F點(diǎn)表示NaCl、KCl同時(shí)飽和的溶液;(3)DF曲線分別表示飽和NaCl的溶解度曲線,EF曲線表示飽和KCl的溶解度曲線;(4)CDEF區(qū)域內(nèi)的混合物那么表示NaCl、KCl都為不飽和的溶液;(5)ADF區(qū)域內(nèi)的混合物那么表示含KCl固體的飽和NaCl溶液;而BEF區(qū)域內(nèi)的混合物那么表示含NaCl固體的飽和KCl溶液。拓展:平面等邊三角形坐標(biāo)系特別適用于表示三組分體系中局部與整體的構(gòu)造比例。三組分體系在化學(xué)、地質(zhì)、土壤等領(lǐng)域尤為多見,常見的三組分

5、體系如例2的二鹽一水體系、局部互溶的液體體系甚至合金體系等,都可用平面正三角形坐標(biāo)圖來(lái)表示各組分的組成,假設(shè)進(jìn)一步按比例組合進(jìn)展種類劃分,那么可變成具有假設(shè)干特點(diǎn) (如等含量規(guī)那么、等比例規(guī)那么及直線規(guī)那么等)的分類圖,有興趣的讀者可參看文獻(xiàn)1。相比等邊三角形坐標(biāo)系,平面直角坐標(biāo)系在化學(xué)中的運(yùn)用更為廣泛,本文不再贅述。三、空間直角坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系在構(gòu)造化學(xué)中常用來(lái)表示原子坐標(biāo)。通常用向量xa+yb+zc中的x,y,z組成的三數(shù)組來(lái)表達(dá)晶胞中原子的位置,稱為原子坐標(biāo)。【例3】某一立方晶系晶體,晶胞的頂點(diǎn)位置全為A占據(jù),面心為B占據(jù),體心為C占據(jù)。(1)寫出此晶體的化學(xué)式;(2)寫出A,B,C的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。建立如下列圖坐標(biāo)系(其中:A、B、C分別用球、球、球表示):此外,在兩點(diǎn)間的關(guān)系用夾角和間隔 很容易表示時(shí),極坐標(biāo)系便顯得尤為有用;而對(duì)于原子中的電子在核外的球形對(duì)稱場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的描繪,將直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為球極坐標(biāo)更為方便,如球坐標(biāo)系下的薛定諤方程