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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料科学基础张联盟第二版课后答案(共8篇)作业答案晶体学2、解：h:k:l=1/2:1/3:1/6=3:2:1,该晶面的米勒指数为；5、解：MgO为NaCl型，O2-做密堆积，Mg2+填充空隙。rO2-=，rMg2+=，z=4，晶胞中质点体积：(4/3r34，a=2(r+r-)，晶胞体积=a3，堆积系数=晶胞中O2-+4/3rMg2+3)MgO体积/晶胞体积=%，密度=晶胞中MgO质量/晶胞体积=/cm3。6、解：体心：原子数2，配位数8，堆积密度%；面心：原子数4，配位数6，堆积密
2、度%；六方：原子数6，配位数6，堆积密度%。7、解：u=z1z2e2N0A/r0(1-1/n)/40，e=10-19，0=10-12，N0=1023，NaCl：z1=1，z2=1，A=，nNa+=7，nCl-=9，n=8，r0=，uNaCl=752KJ/mol；MgO：z1=2，z2=2，A=，nO2-=7，nMg2+=，n=7，r0=，uMgO=392KJ/mol；uMgOuNaCl，MgO的熔点高。9、解：设球半径为a，则球的体积为4/3a3，求的z=4，则球的总体积44/3a3，立方体晶胞体积：(2a)3=16a3，空间利用率=球所占体积/空间体积=%，空隙率=%=%。10、解：=m/V
3、晶=/cm3，V=10-22。11、解：Si4+4；K+12；Al3+6；Mg2+6。13、解：MgS中a=?，阴离子相互接触，a=2r-，rS2-=?；CaS中a=?，阴-阳离子相互接触，a=2(r+r-)，rCa2+=?；CaO中a=?，a=2(r+r-)，rO2-=?；MgO中a=?，a=2(r+r-)，rMg2+=?。14、解：LiF为NaCl型结构，z=4，V=a3，=m/V=/cm3，a=?，根据离子半径a1=2(r+r-)=?，a?，O2-不能互相接触;体对角线=a=4(r+r-)，a=?；=m/V=/cm3.17、解：rMg2+与rCa2+不同，rCa2+rMg2+，使CaO结
4、构较MgO疏松，H2O易于进入，所以活泼。18.19.20。四面体空隙数/O2-数=2:1，八面体空隙数/O2-数=1:1；(a)CN=4，z+/48=2，z+=1，Na2O，Li2O；(b)CN=6，z+/66=2，z+=2，FeO，MnO；CN=4，z+/44=2，z+=4，ZnS，SiC；(d)CN=6，z+/63=2，z+=4，MnO2。21、解：岛状；架状；单链；层状；组群。22、解：有两种配位多面体，SiO4，MgO6，同层的MgO6八面体共棱，如59MgO6和49MgO6共棱75O2-和27O2-，不同层的MgO6八面体共顶，如1MgO6和51MgO6共顶是22O2-，同层的Mg
5、O6与SiO4共顶，如TMgO6和7SiO4共顶22O2-，不同层的MgO6与SiO4共棱，TMgO6和43SiO4共28O2-和28O2-；z=4；Si4+占四面体空隙=1/8，Mg2+占八面体空隙=1/2。23、解：透闪石双链结构，链内的Si-O键要比链5的Ca-O、Mg-O键强很多，所以很容易沿链间结合力较弱处劈裂成为纤维状；滑石复网层结构，复网层由两个SiO4层和中间的水镁石层结构构成，复网层与复网层之间靠教弱的分之间作用力联系，因分子间力弱，所以易沿分子间力联系处解理成片状。24、解：石墨中同层C原子进行SP2杂化，形成大键，每一层都是六边形网状结构。由于间隙较大，电子可在同层中运动
6、，可以导电，层间分子间力作用，所以石墨比较软。25、解：Al3+可与O2-形成AlO45-；Al3+与Si4+处于第二周期，性质类似，易于进入硅酸盐晶体结构中与Si4+发生同晶取代，由于鲍林规则，只能部分取代；Al3+置换Si4+是部分取代，Al3+取代Si4+时，结构单元AlSiO4ASiO5，失去了电中性，有过剩的负电荷，为了保持电中性，将有一些半径较大而电荷较低的阳离子如K+、Ca2+、Ba2+进入结构中；设Al3+置换了一半的Si4+，则O2-与一个Si4+一个Al3+相连，阳离子静电键强度=3/41+4/41=7/4，O2-电荷数为-2，二者相差为1/4，若取代超过一半，二者相差必然
7、1/4，造成结构不稳定。晶体结构缺陷1、解：钠原子空位；钠离子空位，带一个单位负电荷；氯离子空位，带一个单位正电荷；最邻近的Na空位、Cl空位形成的缔合中心；Ca占据K.位置，带一个单位正电荷；Ca原子位于Ca2+-原子位置上；Ca处于晶格间隙位置。2、解：NaClCaCl2O2+NaCa+ClCl+VClCaNa+2ClCl+VNaVNa+VClVAg+AgiAgAg3、解：设有缺陷的MgO晶胞的晶胞分子数为x，晶胞体积V=()，x=VN0/M=,单位晶胞的肖脱基缺陷数=4-x=。4、解：根据热缺陷浓度公式n/N=exp(-E/2RT)，E=6eV=610=10J,T=298k：n/N=10
8、，T=1873k：n/N=10；在MgO中加入百万分之一的AL2O3，AL2O3VMg+3OO，AL2O3=10，杂质缺陷=310/2=10，比较可知，杂质缺陷占优。5、解：n/N=exp(-E/2RT)，R=，T=1000k：n/N=10；T=1500k：n/N=10。6、解：Fe2O32FeFe+3OO+VFe-2-3-6-6-6-51-9-19-1932ALMg+y2yyFe3+2yFe2+1-3yO，X=1-y=,VFe=10-2第二章答案2-1略。2-2一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求该晶面的晶面指数；一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该
9、晶面的晶面指数。答：h:k:l=3:2:1,该晶面的晶面指数为；h:k:l=3:2:1，该晶面的晶面指数为。2-3在立方晶系晶胞中画出下列晶面指数和晶向指数：与与111，110，）与236，与，与，与，2-4定性描述晶体结构的参量有哪些？定量描述晶体结构的参量又有哪些？答：定性：对称轴、对称中心、晶系、点阵。定量：晶胞参数。2-5依据结合力的本质不同，晶体中的键合作用分为哪几类？其特点是什么？答：晶体中的键合作用可分为离子键、共价键、金属键、范德华键和氢键。离子键的特点是没有方向性和饱和性，结合力很大。共价键的特点是具有方向性和饱和性，结合力也很大。金属键是没有方向性和饱和性的的共价键，结合力
10、是离子间的静电库仑力。范德华键是通过分子力而产生的键合，分子力很弱。氢键是两个电负性较大的原子相结合形成的键，具有饱和性。2-6等径球最紧密堆积的空隙有哪两种？一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？答：等径球最紧密堆积有六方和面心立方紧密堆积两种，一个球的周围有8个四面体空隙、6个八面体空隙。2-7n个等径球作最紧密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？不等径球是如何进行堆积的？答：n个等径球作最紧密堆积时可形成n个八面体空隙、2n个四面体空隙。不等径球体进行紧密堆积时，可以看成由大球按等径球体紧密堆积后，小球按其大小分别填充到其空隙中，稍大的小球填充八面体空隙，稍小的小
11、球填充四面体空隙，形成不等径球体紧密堆积。2-8写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。答：面心立方格子的单位平行六面体上所有结点为：、。2-9计算面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。答：面心：原子数4，配位数6，堆积密度六方：原子数6，配位数6，堆积密度2-10根据最紧密堆积原理，空间利用率越高，结构越稳定，金刚石结构的空间利用率很低，为什么它也很稳定？答：最紧密堆积原理是建立在质点的电子云分布呈球形对称以及无方向性的基础上的，故只适用于典型的离子晶体和金属晶体，而不能用最密堆积原理来衡量原子晶体的稳定性。另外，金刚石的单键个数为4，即每个原子周围有4个单键，由四面
12、体以共顶方式共价结合形成三维空间结构，所以，虽然金刚石结构的空间利用率很低，但是它也很稳定。2-11证明等径圆球六方最密堆积的空隙率为。答：设球半径为a，则球的体积为方体晶胞体积：(2a)=16=%=%。33，球的z=4，则球的总体积，立a，空间利用率=球所占体积/空间体积=%，空隙率2-12金属镁原子作六方密堆积，测得它的密度为/cm，求它的晶胞体积。答：设晶胞的体积为V,相对原子质量为M,则晶胞体积3nm2-13根据半径比关系，说明下列离子与O配位时的配位数各是多少？已知rO，4rSi，rK，rAl3，rMg2。223答：对于Si、K、Al、Mg来说，其4+3+2+依次是、；依据正离子配4
13、+3+2+位数与正负离子半径比的关系知配位数为：Si4；K8；Al6；Mg6。2-14为什么石英不同系列变体之间的转化温度比同系列变体之间的转化温度高得多？答：石英同一系列之间的转变是位移性转变，不涉及晶体结构中键的破裂和重建，仅是键长、键角的调整、需要能量较低，且转变迅速可逆；而不同系列之间的转变属于重建性转变，都涉及到旧键的破裂和新键的重建，因而需要较的能量，且转变速度缓慢；所以石英不同系列之间的转化温度比同系列变体之间转化的温度要高的多。2-15有效离子半径可通过晶体结构测定算出。在下面NaCl型结构晶体中，测得MgS和MnS的晶胞参数均为a。若CaS、CaO和MgO为一般阳离子阴离子接
14、触，试求这些晶体中各离子的半径。答：MgS中a=，阴离子相互接触，a=2r-，rS=；CaS中a=，阴阳离子相互接触，a=2(r+r-)，rCa2+=；CaO中a=，a=2(r+r-)，rO2-=；MgO中a=，a=2(r+r-)，rMg2+=。2-16氟化锂为NaCl型结构，测得其密度为/cm，根据此数据计算晶胞参数，并将此值与你从离子半径计算得到数值进行比较。答：设晶胞的体积为V,相对原子质量为M,对于NaCl型结构来说，其n=4,32-则晶胞体积nm3则晶胞参数：,根据离子半径计算：a=2(r+r-)=2uNaCl，MgO的熔点高。8、略。9、解：设球半径为a，则球的体积为4/3a3，求的z=4，则球的总体积44/3a3，立方体晶胞体积：(2a)3=16a3，空间利用率=球所占体积/空间体积=%，空隙率=%=%。10、解：=m/V晶=/cm3，V=10-22。11、解：Si4+4；K+12；Al3+6；Mg2+6。12、略。13、解：MgS中a=?，阴离子相互接触，a=2r-，rS2-=?；CaS中a=?，阴-阳离子相互接触，a=2(r+r-)，rCa2+=?；CaO中a=?，a=2(r+r-)，rO2-=?；MgO中a=?
