材料化学第二章习题参考答案.docx

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1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -其次章参考答案1. 原子间的结合键共有几种？各自特点如何？类 型键合强弱形成晶体的特点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结离子键最强无饱和性和方向性 : 高配位数、高熔点、高强度、高硬度、低膨胀系数、塑性较差、固态不导电、熔态 离子导电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结有饱和性和方向性 : 低配位数、高熔点、高强度、高共价键强硬度、低膨胀系数、塑性较差、在熔态也不导电无饱和性和方向性 : 配位数高、结构密堆、塑性较好、有光泽、良好的导热、导电性氢键弱有饱和性和方向性。高分子化合物

2、形成氢键数目巨 大，对其熔点及力学等性能影响大。对小分子熔点、沸点、溶解性、黏度也有肯定影响。范德华键最弱无饱和性和方向性 : 结构密堆、高熔点、绝缘金属键较强2. 为什么可将金属单质的结构问题归结为等径圆球的密积累问题.答:金属晶体中金属原子之间形成的金属键即无饱和性又无方向性,其离域电子为所有原子共有 , 自由流淌 , 因此整个金属单质可看成是同种元素金属正离子周期性排列而成, 这些正离子的最外层电子结构都是全布满或半布满状态, 电子分布基本上是球形对称, 由于同种元素的原子半径都相等, 因此可看成是等径圆球。又因金属键无饱和性和方向性 ,为使体系能量最低，金属原子在组成晶体时总是趋向形成

3、密积累结构, 其特点是积累密度大 , 配位数高 , 因此金属单质的结构问题归结为等径圆球的密积累问题.3. 运算体心立方结构和六方密堆结构的积累系数。- 1 -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -(1) 体心立方a ：晶格单位长度R ：原子半径可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4 R24R3 / 324R3 / 3可编辑资料 -

4、- - 欢迎下载精品名师归纳总结4R3aa， n=2,3bcc3a 4R /330.68可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(2) 六方密堆n=664R3 / 364R3 / 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ca8 3hcp1380.74可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结a2R6caa 2212RR33R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4. 试确定简洁立方、体心立方和面心立方结构中原子半径和点阵参数之间的关系。解：简洁立方、体心立方和面心立方结构均属立方晶系，点阵参数或晶格参数关系为ab

5、c,90，因此只求出 a 值即可。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结对于（ 1）fcc 面心立方 有 4 R2a ,a4 R ， abc,902可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(2) bcc体心立方有： 4R3aa4R 。 abc,903可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(3) 简洁立方有： a2R ， abc,90- 2 -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word

6、 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -5. 金属铷为 A2 型结构， Rb 的原子半径为 0.2468 nm，密度为 1.53g cm-3，试求：晶格参数 a 和 Rb的相对原子质量。解：nM abcN A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其中,为密度 ,a、b、c为晶格常数 , 晶胞体积 Vabc ，NA 为阿伏加德罗常数6.022 1023可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结mol-1，M 为原子量或分子量， n 为晶胞中分子个数， 对于金属就上述公式中的M 为金属原子的原子量， n 为晶胞中原子的个数。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

7、名师归纳总结对 A2 型，为体心立方，就有 n=2， 4R3a ， a4R 340.24681.7320.5700nm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结nMnMa3 N1.530.5710 7 36.02210 23可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结AMA= 85.30 kg/mol可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结abcN Aa 3 Nn2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6. FCC 结构的镍原子半径为0.1243nm。试求镍的晶格参数和密度。解：对于 镍金属原子晶体，因属面心立方，有4

8、r40.1243nma220.3516nm4M458.69可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3aN A3.51610 86.021023可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结8.972g cm-37. 铀具有斜方结构，其晶格参数为a=0.2854nm，b=0.5869nm，c=0.4955nm。其原子半径 为 0.138nm，密度为 19.05g cm-3。试求每单位晶胞的原子数目及积累系数。斜方晶系即正交晶系：a bc, = =- 3 -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页，共 9 页 -

9、 - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结8. 6 个 O2-离子围绕一个Mg2+离子，将离子看成硬球，其半径分别是RMg 20.066nm，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结RO 20.140nm 。试求 O2- 离子之间隙距离。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结岩盐型结构：负面心立方排列，正离子八面体间隙位解：代表 Mg 离子。代表 O 离子9. 已知金

10、属镍为 A1 型结构，原子间接触距离为249.2pm，请运算： 1） Ni 立方晶胞的参数。 2）金属镍的密度。 3）分别运算（ 100）、（110）、（ 111）晶面的间距。解：对于面心立方A1 型 : 原子间接触距离249.2pm=0.2492nm=2R,- 4 -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师

11、归纳总结（ 1） a4R 220.249220.3525nm ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 2）金属镍的密度：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结nM abcN AnM a 3 N可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A4M458.69可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3aN A3.51610 86.021023可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结8.972g cm-3（ 3）对于立方晶系，面间距公式为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dhkla0h2k 22l因此有：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名

12、师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结100 晶面间距 :d1000.3525120 20 2=0.3525nm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(110) 晶面间距 :d1100.35250.2493nm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结12120 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(111) 晶面间距 :d0.35250.35250.2035 nm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1111212123可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结10. 试运算体心

13、立方铁受热而变为面心立方铁时显现的体积变化。在转变温度下，体心立方铁的晶格参数是0.2863nm，而面心立方铁的点阵参数是0.359lnm。解:体心立方 : V1=a3 = 0.2863nm3 = 0.02347 nm3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结面心立方 : V 2= a3= 0.3591nm3= 0.04630 nm3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 V=V2-V1 =0.02284nm3, 因此体积增大 0.02284 nm311. 单质 Mn 有一种同素异构体为立方结构， 其晶胞参数为0.6326nm，密度 = 7.26 g cm-3，原子半径 r

14、= 0.112nm，运算 Mn 晶胞中有几个原子，其积累系数为多少？- 5 -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -12 固溶体与（液体）溶液有何异同？固溶体有几种类型？固体溶液与液体溶液的共同点：均具有均一性、稳固性，均为混合物，均存在溶解性问题（对固态溶液称为固溶度，对液体溶液称为溶解度）。1均一性：溶液各处的密度、组成和性质完全一样。2.

15、稳固性：温度不变，溶剂量不变时，溶质和溶剂长期不会分别。3混合物：溶液肯定是混合物。固体溶液与液体溶液的不同点：固溶体的溶质和溶剂均以固体形式显现，而液体溶体的溶质和溶剂均以液体形式显现。固溶体：又称固体溶液，指由一种或多种溶质组元溶入晶态溶剂，并保持溶剂晶格类型所形成的单相晶态固体。固溶体按固溶度分可两种类型：有限固溶体与无限固溶体。按溶质原子在晶格中的位置可分为置换固溶体与填隙固溶体。13 试述影响置换固溶体的固溶度的因素.答：有原子或离子半径大小，电价，化学键性质，晶体结构等因素。（ 1）原子或离子半径大小：- 6 -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 -

16、 - - - - - - - - -第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结rr1r2 r1100% ， r 15 %,形成连续固溶体。 15% r 30%形,成有限固溶体。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 r 30%,难形成固溶体。（ 2）电价：两种固体只有在离子价相同或同号离子的离子价总和相同时，才能满意电中性要求，形成连续固溶体。（ 3）化学键相近，易形成连续固溶体。（ 4）晶体结构

17、类型相同，易形成连续固溶体。14说明以下符号的含义：VNa ：代表钠原子格点位置空位。V Na 代表钠离子格点位置空位,带一个有效负电荷VCL 代表氯离子格点位置空位,带一个有效正电荷Ca K 钙离子取代钾离子 ,进入钾离子格点位置 , 带一个有效正电荷Ca Ca 钙离子在钙离子格点位置可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Ca i钙离子在间隙位置，带两个有效正电荷可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结15写出 CaCl 2 溶解在 KCl 中各种可能的缺陷反应式3 种可能性：.Ca2+取代 K+，Cl -进入 Cl-晶格位置：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总

18、结CaCl 2KClCa K2Cl Cl可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结VK.Ca2+取代 K+，Cl -进入间隙位置：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结CaCl 2KClCa KCl ClCl 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结iK.Ca2+进入间隙位置， Cl-占据晶格位置：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结CaCl 2KClCa i2V 2Cl Cl可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结16. 说明为什么只有置换型固溶体的两个组份之间才能相互完全溶解，而填隙型固溶体就不能。答：置换型固溶体：溶质原子代替一部分溶剂原子占据

19、溶剂晶格某些结点位置所组成的固- 7 -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -溶体。间隙型固溶体：溶质原子进入溶剂晶体间隙位置所形成的固溶体。由于溶剂晶体间隙有限， 能填入异质原子或离子的数目也有限，因此间隙型固溶体是有限固溶体。19. 试求下图中所示方向的密勒指数：方向 A： 0,1,11,0,11,1,0110方向 B： 0,1,01,0,1

20、1,1,1111可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结方向 C： 1,0, 11 ,1,01 ,1, 1121可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结方向 D： 0,1, 11,0,01,1,1221可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2211方向 E： 0,0,0,0,1,0,110222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结方向 F： 0,1, 2111,0,1,1,331可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结333方向 G： 1, 1 ,00, 2 ,11,1 ,1616236方向

21、H： 0,1,00,1,10,0,100120 试求下图中所示面的密勒指数- 8 -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -A 面：在 x、y、z 上的截距分别为x=0,y=,z=,故须平移，向 x 方向移动一晶格参数， 此时，x=1, y=,z=,其倒数：1，0，0，故为 A 晶面指数为（100）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结B

22、面： x2, y2, z1,故为 1 12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（倒数： 1/2， -1/2，1，互质整数： 1，-1，2）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C面： x1, y1, z3,故为 3344可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（倒数： 1，1，-4/3，互质整数： 3，3，-4）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D 面： x1, y1 , z3,故为 130可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（倒数： 1，3，0，互质整数： 1，3，0）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结E面：x0, y0,

23、 z,故须平移，朝x方向移动一晶格参数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结x1, y1, z,故为110可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结F 面： xx0, y1, y0, z1, z1 ,故须平移， 朝y方向移动负一晶格参数21 ,故为 1 122可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结- 9 -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载