第一章 原子结构与键合
1. 主量子数n、轨道角动量量子数li、磁量子数mi和自旋角动量量子数Si。 2. 能量最低原理、Pauli不相容原理,Hund规则。
3. 同一周期元素具有相同原子核外电子层数,但从左→右,核电荷依次增多,原子半径逐渐减小,电离能增加,失电子能力降低,得电子能力增加,金属性减弱,非金属性增强;同一主族元素核外电子数相同,但从上→下,电子层数增多,原子半径增大,电离能降低,失电子能力增加,得电子能力降低,金属性增加,非金属性降低;
4. 在元素周期表中占据同一位置,尽管它们的质量不同,然它们的化学性质相同的物质称为同位素。由于各同位素的含中子量不同(质子数相同),故具有不同含量同位素的元素总的相对原子质量不为正整数。 5. 52.057
6. 73% (Cu); 27% (Cu)
8. a:高分子材料;b:金属材料;c:离子晶体
10. a) Al2O3的相对分子质量为M=26.98×2+16×3=101.96
1mm中所含原子数为1.12*10(个) b) 1g中所含原子数为2.95*10(个)
11. 由于HF分子间结合力是氢键,而HCl分子间结合力是范德化力,氢键的键能高于范德化力
的键能,故此HF的沸点要比HCl的高。
22
3
20
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第2章 固体结构
1.
每单位晶胞内20个原子
2.CsCl型结构系离子晶体结构中最简单一种,属立方晶系,简单立方点阵,Pm3m空间群,离子半径之比为0.167/0.181=0.92265,其晶体结构如图2-13所示。从图中可知,在<111> 方向离子相接处,<100>方向不接触。每个晶胞有一个Cs+和一个Cl-,的配位数均为8。
3.金刚石的晶体结构为复杂的面心立方结构,每个晶胞共含有8个碳原子。
金刚石的密度(g/cm3)
对于1g碳,当它为金刚石结构时的体积(cm3)
当它为石墨结构时的体积(cm3)
故由金刚石转变为石墨结构时其体积膨胀
10]方向上的线密度为1. 4.[16. 晶面族{123}=(123)+(132)+(213)+(231)+(321)+(312)+(123)+(132)+(213)
+(231)+(321)+(312)+(123)+(132)+(213)+(231)+(321)
1)+(321)+(312) +(312)+(123)+(132)+(213)+(23
晶向族﹤221﹥=[221]+[212]+[122]+[221]+[212]+[122]+[221]+[212]+[122]
+[221]+[212]+[122]
7. 晶带轴[uvw]与该晶带的晶面(hkl)之间存在以下关系:hu+kv+lw=0;将晶带轴[001]代入,
则h×0+k×0+l×1=0;当l=0时对任何h,k取值均能满足上式,故晶带轴[001]的所有晶带面的晶面指数一般形式为(hk0)。
8. 在面心立方晶体中,当(hkl)不为全奇或全偶数时,有附加面。
d(100)=0.5a,K(100)=0.785,d(110)=0.345a,K(110)=0.555,d(111)=0.577a,K(111)=0.907 原子排列最密排的(111)晶面其面间距间距最大。 11. a=0.3516(nm);
ρ=8.967(g/cm) 12. r=0.1363(nm)
13. ρ=1.9977,故为bcc结构。 14. a)In的单位晶胞中有2个原子。
b) K=0.6873
3
15. 每单位晶胞内20个原子,K=0.466 16. a) 9%
b) 0.87%
c)差别原因:晶体结构不同,原子半径大小也不同;晶体结构中原子配位数降低时,原子半径收缩。 17.
18. a)Al在Ti中可有较大的固溶度。
b) w(Al)=5.9%
3
19. ρ=3.613(g/cm),K=0.627
0.7?6.94?16%0.3?(24.31?16)?0.7?(6.94?19)0.3?24.31w(Mg2?)??24%0.3?(24.31?16)?0.7?(6.94?19)0.7?19w(F?)??44%0.3?(24.31?16)?0.7?(6.94?19)0.3?16w(O2?)??16%0.3?(24.31?16)?0.7?(6.94?19)20.a)
w(Li?)?b) 固溶体的密度ρ=2.9(g/cm)
3
21. ρ=4.308(g/cm),K=0.683 22. ρ=2.597(g/ cm),K=0.728 23. 两离子半径比为0.386
3
3
r?
离子晶体配位数CN取决于阳、阴离子半径之比,查表当负离子多面体形状为四面体形。
24. a) 需要185.7个O离子来平衡该电荷。
2-
r?为0.225~0.414时,
其CN为4。
185.7?92.9%2-25?8b) O离子占据四面体间隙位置的百分率为
25. K=0.34
26. 由金刚石转变为石墨结构时其体积膨胀55.8%
27.从内部原子排列的特征来看,晶体结构的基本特征是原子在三维空间呈周期性排列,即存在长程有序;而非晶体中的原子排列却无长程有序的特点;从性能上看晶体具有固定熔点和各向异性,而非晶体则无固定熔点,并且系各向同性的。
第3章 晶体缺陷
1. 在Fe中形成1mol空位的能量为104.675kJ,试计算从20℃升温至 850℃时空位数目增加多少倍? :
取A=1
(倍)
2.图所示某晶体滑移面上有一柏氏矢量为b的位错环并受到一均匀切应力t的作用,a)分析各段位错线所受力的大小并确定其方向;b)在t作用下,若要使它在晶体中稳定不动,其最小半径为多大?
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