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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 化學化工區(qū) » 無機/物化 » 綜合其它 » 高中生求解一個問題
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高中生求解一個問題 已有2人參與
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平時只會逛小木蟲的物理數(shù)學和生物版……晚自修想到一個化學問題，所以來化學版來提問一下 高中化學里有一個說法：金剛石、SiC、Si的硬度遞減是因為共價鍵能遞減（也就是說硬度與鍵能有關 ？），于是在思考一個問題：掰斷一個截面1平方厘米的金剛石鉛筆 我們把金剛石劃分為這樣的結構單元（以下只考慮數(shù)量級） C | C |\ C C 不會畫圖……希望大神能理解，線代表共價鍵 由于鍵長大概是幾百pm，我們認為鍵長L的數(shù)量級為10^-10,這樣一個結構單元我們近似認為正三棱錐（下底面為正三角形上面一個鍵垂直于下底面……高中生也不知道它的鍵角……只當數(shù)量級正確），這樣這個單元在橫截面上的面積可當做為L^2，則1平方厘米截面上有1cm^2/L^2=10^16個單元，我們設掰斷時斷掉下面兩個鍵好了，斷鍵數(shù)為2*10^16，1mol有6.02*10^23，也就是說只有10^-7mol左右……乘以鍵能需要能量幾乎可以忽略不計…… 和別人討論也無果，希望小木蟲里的化學專業(yè)的大神可以抽空幫忙看一下這里的推理上的問題，小弟謝過了 |
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5樓2014-09-23 23:22:21
2樓2014-09-22 15:44:31
3樓2014-09-22 21:58:54
jiagle
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小木蟲: 金幣+0.5, 給個紅包，謝謝回帖
xiaoxususy: 謝謝參與 2014-09-23 10:43:25
小木蟲: 金幣+0.5, 給個紅包，謝謝回帖
xiaoxususy: 謝謝參與 2014-09-23 10:43:25
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問題是學生問出來倒是可能，首先一定會問自己的老師，老師的物理知識不會用，所以才上傳到這里。 前期的數(shù)學問題大致合理，所以只沿樓主的思路往下解決就可以了（也只考慮數(shù)量級）： 1、從10^(-7)mol化學鍵說起； 2、化學鍵的鍵能為~300kJ/mol，那么對應的能量為10^(-2)J； 3、共價鍵是有方向性的，當成鍵兩原子錯位時才導致化學鍵斷裂，此距離小于10^(-10)m就會斷裂； 4、物理上做功的公式是：力*作用距離 = 功(能量)；定F為力，L為作用距離，則 F * L = 10^(-2)J； 5、F = 10^(-2) / 10^(-10) = 10^8 N ~ = 10T 6、計算結果：斷裂需要超過10噸的作用力！ 這個作用力還小嗎？ |
4樓2014-09-23 09:31:08
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