專利名稱：晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型，特別涉及一種適合在結(jié)構(gòu)化學(xué)教 學(xué)和科研活動中展示的晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型。
背景技術(shù)：
[0002]結(jié)構(gòu)模型教學(xué)是目前大學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的基本組成部分之一，其中主要的 教學(xué)內(nèi)容是分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)模型的搭建，以形象幫助學(xué)生理解分子和晶體的空間結(jié) 構(gòu)、對稱性。在化學(xué)結(jié)構(gòu)模型中主要分為兩大類一分子“球棍”模型和(不)等徑圓球“密堆積”模型?！扒蚬鳌蹦Ｐ湍鼙容^好地展現(xiàn)分子中不同原子間的鍵長和鍵角關(guān)系， 通過這些形象幫助學(xué)生正確的理解分子的空間結(jié)構(gòu)和對稱性。而“密堆積”模型能比較 好的展現(xiàn)原子晶體、離子晶體和金屬晶體的空間形象，以幫助學(xué)生理解晶體材料的結(jié)構(gòu) 和對稱性。[0003]現(xiàn)行的密堆積模型一般采用木球(或塑料、橡膠球)以金屬短棒為聯(lián)接材料，通 過孔一棒連接的方式搭建，或者用粘接的方式搭建。但用這兩種(球直接接觸的)方法 制作模型都只能一次性成型，學(xué)生只能“看”，不能“搭”，不便于學(xué)生理解，從而降 低了教學(xué)效果?，F(xiàn)行的密堆積模型課教學(xué)要么采用一次性成型的密堆積模型進(jìn)行演示教 學(xué)，要么用球棍模型代替(不)等徑圓球密堆積來搭建密堆積模型。前者，學(xué)生自已不 能動手搭建，降低了教學(xué)效果，后者由于球與球間并沒有直接接觸，無法利用形象教學(xué) 的優(yōu)勢幫助學(xué)生理解(不)等徑圓球密堆積的空間形象和對稱性關(guān)系。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型。[0005]本實(shí)用新型提供的晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型，它包括若干個圓球，所述每個圓球 上設(shè)有至少六個凹孔，每個凹孔中設(shè)置有磁體；每個圓球上凹孔的數(shù)量是相同的；所述 圓球之間通過磁體吸附連接。[0006]上述的晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型中，所述圓球上可設(shè)有十二個凹孔，任意所述相 鄰兩個凹孔的中心與所述圓球的球心連線之間的夾角均是60度。[0007]上述的晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型中，所述圓球上可設(shè)有六個凹孔，任意所述相鄰 兩個凹孔的中心與所述圓球的球心連線之間的夾角均是90度。[0008]上述的晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型中，所述磁體可為圓柱體、六方柱體、五方柱 體、四方柱體或三方柱體等柱形體。[0009]上述的晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型中，所述圓球可為等徑圓球或不等徑圓球。[0010]上述的晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型中，所述圓球之間還可以設(shè)有磁棒；所述磁體和 磁棒吸附連接；所述圓球?yàn)閮煞N直徑的圓球，每個圓球的磁體上吸附的均為另一種直徑 的圓球。所述磁棒為圓柱體、六方柱體、五方柱體、四方柱體或三方柱體等柱形體；通 過這種結(jié)構(gòu)可以搭建出球棍模型和不等徑球密堆積模型。[0011]本實(shí)用新型的模型克服了現(xiàn)有模型連接、組合的困難和球棍模型多次“拔”、 “插”后易于損壞的不足，可以在教學(xué)和科研中方便、快捷、正確的搭建晶體和分子模型，尤其是密堆積分子模型，有利于教學(xué)、科研活動的開展。


[0012]圖1為本實(shí)用新型的六方最密堆積結(jié)構(gòu)示意圖。[0013]圖2為圖1結(jié)構(gòu)的分解示意圖。[0014]圖3為本實(shí)用新型的立方最密堆積結(jié)構(gòu)示意圖。[0015]圖4為圖3結(jié)構(gòu)的分解示意圖。[0016]圖5為本實(shí)用新型的簡單立方密堆積結(jié)構(gòu)示意圖。[0017]圖6為本實(shí)用新型的用磁棒擴(kuò)展的不等徑球簡單立方密堆積結(jié)構(gòu)示意圖。[0018]圖7為圖6結(jié)構(gòu)的分解示意圖。
具體實(shí)施方式
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施 例。[0020]實(shí)施例1、六方最密堆積晶體結(jié)構(gòu)模型[0021]本實(shí)用新型的六方最密堆積的晶體結(jié)構(gòu)模型的結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。圖中各 標(biāo)記如下1圓球、2磁體。[0022]本實(shí)用新型的六方最密堆積晶體結(jié)構(gòu)模型，包括十七個等徑圓球1，每個圓球 1上設(shè)有十二個圓柱體形狀的凹孔，相鄰兩個凹孔的中心與該圓球1的球心連線之間的 夾角均是60度；每個凹孔中鑲嵌著圓柱體形狀的磁體2，磁體2的尺寸略大于凹孔的尺 寸，與凹孔過盈配合；圓球1通過圓柱體磁體2緊密吸附連接成如圖1所示的六方最密堆 積晶體結(jié)構(gòu)模型，該模型的空間利用率是74.05%。[0023]實(shí)施例2、立方最密堆積晶體結(jié)構(gòu)模型[0024]本實(shí)用新型的立方最密堆積的晶體結(jié)構(gòu)模型的結(jié)構(gòu)如圖3和圖4所示。圖中各 標(biāo)記如下1圓球、2磁體。[0025]本實(shí)用新型的立方最密堆積晶體結(jié)構(gòu)模型，包括十四個等徑圓球1，每個圓球 1上設(shè)有十二個圓柱體形狀的凹孔，相鄰兩個凹孔的中心與該圓球1的球心連線之間的 夾角均是60度；每個凹孔中鑲嵌著圓柱體形狀的磁體2，磁體2的尺寸略大于凹孔的尺 寸，與凹孔過盈配合；圓球1通過圓柱體磁體2緊密吸附連接成如圖2所示的立方最密堆 積晶體結(jié)構(gòu)模型，該模型的空間利用率是74.05%。[0026]實(shí)施例3、簡單立方密堆積晶體結(jié)構(gòu)模型[0027]本實(shí)用新型的簡單立方密堆積的晶體結(jié)構(gòu)模型的結(jié)構(gòu)如圖5所示。圖中各標(biāo)記 如下1圓球、2磁體。[0028]本實(shí)用新型的簡單立方密堆積晶體結(jié)構(gòu)模型，包括八個等徑圓球1，每個圓球1 上設(shè)有六個圓柱體形狀的凹孔，相鄰兩個凹孔的中心與該圓球1的球心連線之間的夾角 均是90度；每個凹孔中鑲嵌著圓柱體形狀的磁體2，磁體2的尺寸略大于凹孔的尺寸， 與凹孔過盈配合；圓球1通過圓柱體磁體2緊密吸附連接成如圖3所示的簡單立方密堆積晶體結(jié)構(gòu)模型，該模型的空間利用率是52.36%。[0029]實(shí)施例4、用磁棒擴(kuò)展的不等徑球的簡單立方密堆積結(jié)構(gòu)模型。[0030]本實(shí)用新型的不等徑球密堆積的晶體結(jié)構(gòu)模型的結(jié)構(gòu)如圖6和圖7所示。圖中 各標(biāo)記如下1圓球、1，圓球、2磁體、3磁棒。[0031]本實(shí)用新型的不等徑球密堆積晶體結(jié)構(gòu)模型，包括十四個圓球1和十三個圓球 1’，圓球1和1’為兩種直徑的圓球；每個圓球1和1’上設(shè)有六個圓柱體形狀的凹孔， 相鄰兩個凹孔的中心與該圓球的球心連線之間的夾角均是90度；每個凹孔中鑲嵌著圓柱 體形狀的磁體2，磁體2的尺寸略大于凹孔的尺寸，與凹孔過盈配合；不同直徑的圓球1 和1’之間通過磁體2和磁棒3吸附連接形成圖4所示的不等徑球密堆積晶體結(jié)構(gòu)模型， 該磁棒3為圓柱體。[0032]在上述實(shí)施例中，圓球的個數(shù)及大小均可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整；磁體還可 以是六方柱體、五方柱體、四方柱體或三方柱體等形狀；圓球上的凹孔的大小和磁體的 長度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，通?？刂圃? 1000毫米之間；磁棒的形狀可以是六方柱 體、五方柱體、四方柱體或三方柱體等形狀，其長度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，通常控制 在0 1000毫米之間。
權(quán)利要求1.一種晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型，它包括若干個圓球，其特征在于所述每個圓球上 設(shè)有至少六個凹孔，每個凹孔中設(shè)置有磁體；每個圓球上凹孔的數(shù)量是相同的；所述圓 球之間通過磁體吸附連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型，其特征在于所述圓球上設(shè)有十二 個凹孔，任意所述相鄰兩個凹孔的中心與所述圓球的球心連線之間的夾角均是60度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型，其特征在于所述圓球上設(shè)有六個 凹孔，任意所述相鄰兩個凹孔的中心與所述圓球的球心連線之間的夾角均是90度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型，其特征在于所述磁體為圓 柱體、六方柱體、五方柱體、四方柱體或三方柱體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型，其特征在于所述圓球?yàn)榈?徑圓球。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型，其特征在于所述圓球?yàn)椴坏葟綀A球。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型，其特征在于所述圓球之間設(shè)有磁 棒，所述磁棒和磁體吸附連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或7所述晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型，其特征在于所述圓球?yàn)閮煞N直 徑的圓球，每個圓球的磁體上吸附的均為另一種直徑的圓球。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型，其特征在于所述磁棒為圓柱體、 六方柱體、五方柱體、四方柱體或三方柱體。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種晶體結(jié)構(gòu)的密堆積模型。所述每個圓球上設(shè)有至少六個凹孔，每個凹孔中設(shè)置有磁體；每個圓球上凹孔的數(shù)量是相同的；所述圓球之間通過磁體吸附連接。本實(shí)用新型的模型克服了現(xiàn)有模型連接、組合的困難和球棍模型多次“拔”、“插”后易于損壞的不足，可以在教學(xué)和科研中方便、快捷、正確的搭建晶體和分子模型，尤其是密堆積分子模型，有利于教學(xué)、科研活動的開展。
文檔編號G09B23/26GK201812427SQ201020568889
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者王巖, 田曙堅(jiān) 申請人:北京大學(xué)