《材料科学导论》课程习题1st-5th-答案-2014.pdfVIP

《材料科学导论》第1 次作业答案 2013 －2014 学年春季学期 1、求质量为 10g 的Al 材料中所包含的价电子数。已知 Al 的原子量为27 2 、分别简述形成离子键、共价键和金属键的条件和特点及其对材料性能的影响。 3、根据电负性数据预测下列材料最可能的一次键。(a)Cu; (b)KCl; (c)Si; (d) CdTe 4 、试计算 MgO 和 GaAs 晶体的化学键中离子键成分为多少？已知 Mg 、O、Ga 和 As 的电负性分别为：1.3、3.5、1.6 和 2.0 。 o o o 5、Na 的熔点为 89 C ，K 的熔点为 63.5 C, Ti 的熔点为 1660 C,试从电子结构 差别进行解释说明？ 6、已知 C 原子的核外电子数有 6 个，试写出各个电子运动的四个量子数。 7、请写出22Ti 的核外电子填充过程。 8、原子序数为 12 的Mg 有三种同位素： 78.70% 的Mg 原子有 12 个中子，10.13% 的 Mg 原子有 13 个中子，11.17%的 Mg 原子有 14 个中子，试计算 Mg 的原 子量。 9、试计算原子 N 壳层内的最大电子数。若 K 、L 、M 和 N 壳层中所有能级都 被填满，试确定该原子的原子数。 10、简述范德华力的组成及其特性。 11、试说明原子的几种结合力，比较它们之间的大小。 12、根据化学组成不同简述工程材料的主要分类？ 13、材料科学与工程研究的主要内容和相互关系？试用四面体表示其主要内容之 间的相互关系 1 第一次作业——答案 10 1、 答： n 0.3704（mol ） 27 原子个数：N nN A 0.3704 ?6.02 ?1023 2.23??1023 价电子数：A 3N 3?2.23?1023 6.69??1023 2 、 答：① 离子键： 形成条件：金属原子将自己最外层的价电子给予非金属原子，使自己成为带正电的 正离子，而非金属原子得到价电子后使自己成为带负电的负离子，正负离子依靠它们之 间的静电引力结合在一起形成离子键。 特点：以离子为结合单元，作用力强，而且随距离的增大减弱较慢；无方向性、无 饱和性。 对材料性能的影响：在离子晶体中很难产生自由运动的电子，因此，它们都是良好 的电绝缘体。但当处在高温熔融状态时，正负离子在外电场作用下可以自由运动，此时 即呈现离子导电性。 ②共价键： 形成条件：由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成。 特点：具有方向性和饱和性 对材料性能的影响：共价晶体具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点，共价结合的 材料一般都是绝缘体，其导电能力较差。 ③金属键： 形成条件：金属原子最外层电子数很少，原属于各个原子的价电子极易挣脱原子核 的束缚而成为自由电子，并在整个晶体内运动，而形成电子云，金属中的自由电子与金 属正离子相互作用形成金属键。 特点：电子共有化，无方向性和饱和性。 对材料性能的影响：良好的导热性和导电性、良好延展性和金属光泽。 3、 答：(a)金属键 XCu=1.9 (b)离子键 X -X =3.0-0.8=2.21.7; Cl K (c) Si-共价键：Si-Si (d)共价键 XTe-XCd=2.1-1.7=0.41.7 2 ? ?XA -XB ? ? 4