材料科学基础课后习题及答案.docx
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材料科学基础课后习题及答案
第二章答案
2-1略。
2-2
(1)一晶面在
x
、
、
z
轴上的截距分别为2
a
、3
、6
c
,求该晶面的晶面指数;(
2)一
y
b
晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c,求出该晶面的晶面指数。
答:
(1)h:
k:
l==3:
2:
1,
∴该晶面的晶面指数为(
321);
(2)h:
k:
l=3:
2:
1,∴该晶面的晶面指数为(321)。
2-3在立方晶系晶胞中画出以下晶面指数和晶向指数:
(
001)与[],(111)与[],()与
[111],()与[236]
,(257)与[],(123)与[]
,(102),(),(),[110],[],
[]
答:
2-4定性描绘晶体构造的参量有哪些?
定量描绘晶体构造的参量又有哪些?
答:
定性:
对称轴、对称中心、晶系、点阵。
定量:
晶胞参数。
2-5依照结协力的实质不一样,晶体中的键合作用分为哪几类?
其特色是什么?
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。
离子键的特色是没有方向性和饱和性,结协力很大。
共价键的特色是拥有方向性和饱和
性,结协力也很大。
金属键是没有方向性和饱和性的的共价键,结协力是离子间的静电
库仑力。
范德华键是经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
原子相联合形成的键,拥有饱和性。
2-6
等径球最密切聚积的缝隙有哪两种?
一个球的四周有多少个四周体缝隙、
多少个八面体
缝隙?
答:
等径球最密切聚积有六方和面心立方密切聚积两种,一个球的四周有
8个四周体缝隙、
6个八面体缝隙。
2-7n个等径球作最密切聚积时可形成多少个四周体缝隙、多少个八面体缝隙?
不等径球是如何进行聚积的?
答:
n个等径球作最密切聚积时可形成n个八面体缝隙、2n个四周体缝隙。
不等径球体进行密切聚积时,能够当作由大球按等径球体密切聚积后,小球按其大小分
别填补到其缝隙中,稍大的小球填补八面体缝隙,稍小的小球填补四周体缝隙,形成不
等径球体密切聚积。
2-8写出头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:
(000)、(001)(100)(101)(110)(010)(011)(111)(0)(0)(0)
(1)
(1)
(1)。
2-9计算面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、聚积系数。
答:
:
面心:
原子数4,配位数6,聚积密度
六方:
原子数6,配位数6,聚积密度
2-10依据最密切聚积原理,空间利用率越高,构造越稳固,金刚石构造的空间利用率很低
(只有%),为何它也很稳固?
答:
最密切聚积原理是成立在质点的电子云散布呈球形对称以及无方向性的基础上的,
故只
合用于典型的离子晶体和金属晶体,而不可以用最密聚积原理来权衡原子晶体的稳固性。
此外,
金刚石的单键个数为4,即每个原子四周有4个单键(或原子),由四周体以共顶方式共价联合形成三维空间构造,所以,固然金刚石构造的空间利用率很低(只有%),可是它也很
稳固。
2-11证明等径圆球六方最密聚积的缝隙率为%。
答:
设球半径为a,则球的体积为,球的z=4,则球的整体积(晶胞),立方体晶胞体积:
33
(2a)=16a,空间利用率=球所占体积/空间体积=%,缝隙率=%=%。
2-12
金属镁原子作六方密聚积,测得它的密度为
cm3,求它的晶胞体积。
3
答:
设晶胞的体积为V,相对原子质量为M,则晶胞体积nm
2-13依据半径比关系,说明以下离子与
2—
配位时的配位数各是多少?
已知
2-
=,rSi
4+
=,
O
rO
+
3+
2+
=。
rK
=,rAl
=,rMg
答:
关于Si
4++
3+
2+
、K、Al
、Mg来说,其挨次是、、、;依照正离子配位数与正负离子半径比
的关系知配位数为:
Si
4+
+
3+
2+
4;K8;Al
6;Mg6。
2-14为何石英不一样系列变体之间的转变温度比同系列变体之间的转变温度高得多?
答:
石英同一系列之间的转变是位移性转变,不波及晶体构造中键的破碎和重修,仅是键长、
键角的调整、需要能量较低,且转变快速可逆;而不一样系列之间的转变属于重修性转变,都
波及到旧键的破碎和新键的重修,因此需要较的能量,且转变速度迟缓;所以石英不一样系列之间的转变温度比同系列变体之间转变的温度要高的多。
2-15有效离子半径可经过晶体构造测定算出。
在下边NaCl型构造晶体中,测得MgS和MnS
的晶胞参数均为a=(在这两种构造中,阴离子是相互接触的)。
若CaS(a=)、CaO(a
=)和MgO(a=)为一般阳离子-阴离子接触,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-,∴rS2-=;CaS中a=,阴-阳离子相互接触,a=2(r++r-),
Ca2+
+
-
O2-
+-
Mg2+
∴r=;CaO中a=,a=2(r
+r
),∴r=;MgO中a=,a=2(r+r
),∴r=。
2-16氟化锂(LiF)为NaCl型构造,测得其密度为
cm3,依据此数据计算晶胞参数,并将此
值与你从离子半径计算获取数值进行比较。
答:
设晶胞的体积为
V,相对原子质量为
M,关于NaCl型构造来说,其
n=4,
3
则晶胞体积nm
则晶胞参数:
依据离子半径计算:
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