结构化学晶体结构部分教学中Diamond软件应用探讨.doc
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1、结构化学晶体结构部分教学中Diamond软件应用探讨 本文通过详细分析如何使用Diamond软件构建金刚石的晶体结构,来说明Diamond软件在结构化学教学过程中的辅助应用。用形象的立体图像把抽象的原子结构展示给学生,克服传统教学中可视化差、形象不够直观的缺点,从而使深奥、抽象的结构化学课中原子、分子、晶体的微观结构部分的内容形象化、简单化,提高结构化学的课堂教学质量。 结构化学是化学其它各学科的理论基础,研究原子、分子和晶体的微观结构,探索物质的结构与性能之间的关系。由于它涉及的内容理论性强,且非常广泛、抽象,需要学生具有扎实的量子力学、群论、数学物理方程等知识。特别是在介绍原子、分子及晶体
2、的微观结构时,由于无法通过肉眼进行直接观察微观结构,而且教师也很难用宏观的模型进行科学的描述,这就需要学生具有非常丰富的空间想象能力。传统的黑板演示的教学模式或者借助一些球棍实体模型教具帮助学生理解的教学方式,存在模型有限和难以表达一些抽象、复杂的空间构型的缺点,使学生缺乏形象化和空间化的思维环境。如何生动形象地进行化学物质微观结构的教学,是目前结构化学教学的一个重难点。 Diamond 是Crystal Impact GbR 公司开发的结晶化学作图软件,没有授权的单位和个人可以通过网站http/ Demonstration Version 3.2i),利用这一软件完全可以满足我们的教学需求。
3、这款软件能把各种晶体的结构以三维图像的方式展示出来,把点阵、晶格、单胞、微观对称性、周期平移对称性等抽象的东西形象化,使教学过程变得更加清晰明了,把抽象的问题形象化,把复杂的问题简单化,以此加深学生对晶体学知识的理解和认识,这将大大提高课堂的教学水平,提高课堂讲授效果,也可进一步培养学生的求知欲,举一反三,一举两得。同时,由于这款软件的设计非常人性化,没有复杂的操作要求,不要求具备较多的计算机知识,它可以很容易地被学生接受。下文以Diamond 3.2i版本为例,通过典型的晶体结构,即金刚石晶体结构的构建,来说明Diamond软件在晶体化学教学过程中的辅助应用。金刚石的结构作为diamond软
4、件的示例,保存在xxProgram FilesDiamond 3SamplesMinerals文件夹中,文件名为Diamond.dsf。下面具体介绍使用Diamond软件来构建金刚石晶体的结构。 (1)通过菜单操作FileOpen,选定Diamond.dsf,打开文件。 (2)绘制金刚石的一个晶胞结构。通过Diamond软件,可以很容易地绘制出金刚石的晶胞。具体做法如下点击主窗口下面的快捷键destroy all,清空主窗口;然后,通过菜单BuildFillUnit Cell,建立一个晶胞。再通过菜单操作BuildConnect Atoms,使各个碳原子通过化学键连接起来。图中,每个灰色小球表
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