材料科學(xué)基礎(chǔ) 第二版(張聯(lián)盟 著)課后習(xí)題答案-武漢理工大學(xué)出版
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材料科學(xué)基礎(chǔ)第二版(張聯(lián)盟 著)課后習(xí)題答案：第二章晶體結(jié)構(gòu)
2-1 名詞解釋
晶系 晶胞 晶胞參數(shù) 空間點陣 晶面指數(shù) 晶格能 原子半徑與離子半徑 配位數(shù) 離子極化 同質(zhì)多晶與類質(zhì)同晶正尖晶石與反正尖晶石反螢石結(jié)構(gòu) 鐵電效應(yīng) 壓電效應(yīng) 熱釋電效應(yīng) 電光效應(yīng)
2-2 (1)一晶面在x、y、z軸上的截距分別為 2a、3b、 6c，求該晶面的晶面指數(shù);(2)一晶面在x、y、z軸上的截距分別為a/3、b/2、c，求出該晶面的晶面指數(shù)。
2-3 在立方晶系晶胞中畫出下列晶面指數(shù)和晶向指數(shù)：(001)與[ ]，(111)與[ ]，( )與[111]，( )與[236]，(257)與[ ]，(123)與[ ]，(102)，( )，( )，[110]，[，[ ]，[ ]
2-4 定性描述晶體結(jié)構(gòu)的參量有哪些?定量描述晶體結(jié)構(gòu)的參量又有哪些?
2-5 依據(jù)結(jié)合力的本質(zhì)不同，晶體中的鍵合作用分為哪幾類?其特點是什么?
2-6 等徑球最緊密堆積的空隙有哪兩種?一個球的周圍有多少個四面體空隙、多少個八面體空隙?
2-7 n個等徑球作最緊密堆積時可形成多少個四面體空隙、多少個八面體空隙?不等徑球是如何進(jìn)行堆積
的?
2-8 寫出面心立方格子的單位平行六面體上所有結(jié)點的坐標(biāo)。
2-9 計算面心立方、密排六方晶胞中的原子數(shù)、配位數(shù)、堆積系數(shù)。
2-10 根據(jù)最密堆積原理，空間利用率越高，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，金剛石結(jié)構(gòu)的空間利用率很低(只
有34.01%)，為什么它也很穩(wěn)定?
2-11 證明等徑圓球六方最密堆積的空隙率為25.9%。
2-12 金屬鎂原子作六方密堆積，測得它的密度為 1.74g/cm3，求它的晶胞體積。
2-13 根據(jù)半徑比關(guān)系，說明下列離子與O2—配位時的配位數(shù)各是多少?已
知rO
2-=0.132nm，rSi
4+=0.039nm，rK
+=0.131nm，rAl
3+=0.057nm，rMg
2+=0.078nm。
2-14 為什么石英不同系列變體之間的轉(zhuǎn)化溫度比同系列變體之間的轉(zhuǎn)化溫度高得多?
2-15 有效離子半徑可通過晶體結(jié)構(gòu)測定算出。在下面NaCl型結(jié)構(gòu)晶體中，測得MgS和MnS的晶胞參數(shù)均
為a=0.520nm(在這兩種結(jié)構(gòu)中，陰離子是相互接觸的)。
若CaS (a=0.567nm)、CaO(a=0.480nm)和MgO(a=0.420nm)為一般陽離子-陰離子接觸，試求這些晶體中各離子的半徑。
2-16 氟化鋰(LiF)為NaCl型結(jié)構(gòu)，測得其密度為 2.6g/cm3，根據(jù)此數(shù)據(jù)計算晶胞參數(shù)，并將此值與你從離子半徑計算得到數(shù)值進(jìn)行比較。
2-17 Li2O的結(jié)構(gòu)是O2-作面心立方堆積，Li+占據(jù)所有四面體空隙位置，氧離子半徑為0.132nm。求：
(1)計算負(fù)離子彼此接觸時，四面體空隙所能容納的最大陽離子半徑，并與書末附表Li+半徑比較，說明此時O2-能否互相接觸;(2)根據(jù)離子半徑數(shù)據(jù)求晶胞參數(shù);(3)求Li2O的密度。
2-18 MgO和CaO同屬NaCl型結(jié)構(gòu)，而它們與水作用時則CaO要比MgO活潑，試解釋之。
2-19 CaF2的晶胞參數(shù)為0.547nm。(1)根據(jù)CaF2晶胞立體圖畫出CaF2晶胞在(001)面上的投影圖;
(2)畫出CaF2(110)面上的離子排列簡圖;(3)正負(fù)離子半徑之和為多少?
2-20 計算CdI2晶體中的I-及CaTiO3晶體中O2-的電價是否飽和?
2-21 (1)畫出O2-作面心立方堆積時，各四面體空隙和八面體空隙的所在位置(以一個晶胞為結(jié)構(gòu)基元
表示出來);(2)計算四面體空隙數(shù)、八而休空隙數(shù)與O2-數(shù)之比
2-22 根據(jù)電價規(guī)則，在下面情況下，空隙內(nèi)各需填入何種價數(shù)的陽離子，并對每一種結(jié)構(gòu)舉出—個例子。
(1)所有四面體空隙位置均填滿;(2)所有八面體空隙位置均填滿;(3)填滿—半四面體空隙位置;
(4)填滿—半八面體空隙位置。
2-23 化學(xué)手冊中給出NH4Cl的密度為 1.5g/cm3，X射線數(shù)據(jù)說明NH4Cl有兩種晶體結(jié)構(gòu)，一種為NaCl型
結(jié)構(gòu)，a=0.726nm;另一種為CsCl結(jié)構(gòu)，a=0.387nm。上述密度值是哪一種晶型的?(NH4+離子作為一個單元占據(jù)晶體點陣)。
2-24 MnS有三種多晶體，其中兩種為NaCl型結(jié)構(gòu)，一種為立方ZnS型結(jié)構(gòu)，當(dāng)有立方型ZnS結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)镹aCl型結(jié)構(gòu)時，體積變化的百分?jǐn)?shù)是多少?已知CN=6時，rMn
2+=0.08nm，rS
2-=0.184nm;CN=4時，rMn
2+=0.073nm，rS
2-=0.167nm。
2-25 鈦酸鋇是一種重要的.鐵電陶瓷，其晶型是鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，試問：(1)屬于什么點陣?(2)這個結(jié)構(gòu)
中離子的配位數(shù)為若干?(3)這個結(jié)構(gòu)遵守鮑林規(guī)則嗎?請作充分討論。
2-26 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)有何特點?怎樣表征其化學(xué)式?
2-27 硅酸鹽晶體的分類依據(jù)是什么?可分為那幾類，每類的結(jié)構(gòu)特點是什么?
2-28 下列硅酸鹽礦物各屬何種結(jié)構(gòu)類
型：Mg2[SiO4]，K[AlSi3O8]，CaMg[Si2O6]，Mg3[Si4O10](OH)2，Ca2Al [AlSiO7]。
2-29 根據(jù)Mg2[SiO4]在(100)面的投影圖回答：(1)結(jié)構(gòu)中有幾種配位多面體，各配位多面體間的連接方式怎樣?(2)O2-的電價是否飽和?(3)晶胞的分子數(shù)是多少?(4)Si4+和Mg2+所占的四面體空隙和八面體空隙的分?jǐn)?shù)是多少?
2-30 石棉礦如透閃石Ca2Mg5[Si4O11](OH)2具有纖維狀結(jié)晶習(xí)性，而滑石Mg3[Si4O10](OH)2卻具有片狀結(jié)晶習(xí)性，試解釋之。
2-31 石墨、滑石和高嶺石具有層狀結(jié)構(gòu)，說明它們結(jié)構(gòu)的區(qū)別及由此引起的性質(zhì)上的差異。
2-32 (1)在硅酸鹽晶體中，Al3+為什么能部分置換硅氧骨架中的Si4+;(2)Al3+置換Si4+后，對硅酸鹽組成有何影響?(3)用電價規(guī)則說明Al3+置換骨架中的Si4+時，通常不超過一半，否則將使結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。
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