材料化学复习题[含答案]【打印】.docVIP

材料化学复习题： 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、熔态离子导电共价键强有饱和性和方向性:低配位数、高熔点、高强度、高硬度、低膨胀系数、塑性较差、在熔态也不导电金属键较强无饱和性和方向性: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、黏度也有一定影响。范德华键最弱无饱和性和方向性:结构密堆、高熔点、绝缘 2，计算体心立方结构和六方密堆结构的堆积系数 (1) 体心立方 a ：晶格单位长度 R ：原子半径 ，n=2, ∴ (2)六方密堆 n=6 已知金属镍为A1型结构，原子间接触距离为249.2pm，请计算：1）Ni立方晶胞的参数；2）金属镍的密度；3）分别计算（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, （1）, （2）金属镍的密度： （3）对于立方晶系，面间距公式为： 因此有： (100) 晶面间距: =0.3525nm (110) 晶面间距: (111) 晶面间距: nm 试计算体心立方铁受热而变为面心立方铁时出现的体积变化。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 = (0.2863nm)3 = 0.02347 nm3 面心立方: V2= a3 = (0.3591nm)3 = 0.04630 nm3 ΔV=V2-V1=0.02284nm3, 因此体积增大0.02284 nm3 5，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、稳定性，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. 稳定性：温度不变，溶剂量不变时，溶质和溶剂长期不会分离； 3．混合物：溶液一定是混合物。 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出现，而液体溶体的溶质和溶剂均以液体形式出现； 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。 6，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： ，Δr 15 %, 形成连续固溶体；15% Δr 30%, 形成有限固溶体；Δr ＞ 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，才能满足电中性要求，形成连续固溶体。 （3）化学键相近，易形成连续固溶体。 （4）晶体结构类型相同，易形成连续固溶体。 7，试求下图中所示面的密勒指数 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） （倒数：1/2，-1/2，1，→互质整数：1，-1，2） （倒数：1，1，-4/3，→互质整数：3，3，-4） 8，用固体能带理论说明什么是导体，半导体，绝缘体？ 答：固体的导电性能由其能带结构决定。对一价金属（如 Na），价带是未满带，故能导电。对二价金属（如 Mg），价带是满带，但禁带宽度为零，价带与较高的空带相交叠，满带中的电子能占据空带，因而也能导电。绝缘体和半导体的能带结构相似，价带为满带，价带与空带间存在禁带。禁带宽度较小时（0.1—3eV）呈现半导体性质，禁带宽度较大（＞5eV）则为绝缘体。 满带：充满电子的能带 空带：部分充满或全空的能带 价带：价电子填充的能带 禁带：导带及满带之间的空隙 （其中，空带和价带是 导带） 导体：价带未满，或价带全满但禁带宽度为零，此时，电子能够很容易的实现 价带与导带之间的跃迁。 半导体：价带全满，禁带宽度在 0.1-3eV之间，此时，电子可以通过吸收能量 而实现跃迁。 绝缘体：价带全满，禁带宽度大于 5eV，此时，电子很难通过吸收能量而实现跃迁 9， 有一根长为 5 m，直径为 3mm 的铝线，已知铝的弹性模量为 70Gpa，求在 200N的拉力作用下，此线的总长度。 10，试解释