晶体化学第4章习题

无机及分析化学第4章习题答案

第四章配位化合物习题参考解答1. 试举例说明复盐与配合物，配位剂与螯合剂的区别。

解复盐(如KCl·MgCl2·6H2O)在晶体或在溶液中均无配离子，在溶液中各种离子均以自由离子存在；配合物K2[HgI4]在晶体与溶液中均存在[HgI4]2-配离子，在溶液中主要以[HgI4]2-存在，独立的自由Hg2+很少。

配位剂有单基配位剂与多基配位剂：单基配位剂只有一个配位原子，如NH3(配位原子是N)；多基配位剂(如乙二胺H2N－CH2－CH2－NH2)含有两个或两个以上配位原子，这种多基配位体能和中心原子M形成环状结构的化合物，故称螯合剂。

2. 哪些元素的原子或离子可以作为配合物的形成体哪些分子和离子常作为配位体它们形成配合物时需具备什么条件解配合物的中心原子一般为带正电的阳离子，也有电中性的原子甚至还有极少数的阴离子，以过渡金属离子最为常见，少数高氧化态的非金属元素原子也能作中心离子，如Si(Ⅳ)、P(Ⅴ)等。

配位体可以是阴离子，如X－、OH－、SCN－、CN－、C2O4－等；也可以是中性分子，如H2O、CO、乙二胺、醚等。

它们形成配合物时需具备的条件是中心离子(或原子)的价层上有空轨道，配体有可提供孤对电子的配位原子。

3. 指出下列配合物中心离子的氧化数、配位数、配体数及配离子电荷。

[CoCl2(NH3)(H2O)(en)]Cl Na3[AlF6] K4[Fe(CN)6] Na2[CaY] [PtCl4(NH3)2]K2[PtCl6] [Ag(NH3)2]Cl [Cu(NH3)4]SO4K2Na[Co(ONO)6] Ni(CO)4[Co(NH2)(NO2)(NH3)(H2O)(en)]Cl K2[ZnY] K3[Fe(CN)6]二硫代硫酸合银(I)酸钠四硫氰酸根⋅二氨合铬(III)酸铵；四氯合铂(II)酸六氨合铂(II) 二氯⋅一草酸根⋅一乙二胺合铁(III)离子硫酸一氯⋅一氨⋅二乙二胺合铬(III)解Na3[Ag(S2O3)2] NH4[Cr(SCN)4(NH3)2] [Pt(NH3)6][PtCl4][FeCl2(C2O4)(en)]-[CrCl(NH3)(en)2]SO46. 下列配离子具有平面正方形或者八面体构型，试判断哪种配离子中的CO32－为螯合剂[Co(CO3)(NH3)5]+[Co(CO3)(NH3)4]+[Pt(CO3)(en)] [Pt(CO3)(NH3)(en)]解[Co(CO3)(NH3)4]+、[Pt(CO3)(en)]中CO32－为螯合剂。

第4章配合物的晶体场理论及配合物的光谱-4h

•
由磁矩可判断内轨或外轨型配合物
s n(n 2) B
（n—分子中未成对电子数）
价键理论
价键理论的局限性：
（1）定性理论：不能定量或半定量的说明配合物的性质；
（ 2 ）不能解释配合物的吸收光谱 ( 颜色）、反应机理等：只能解释配合物处于基态时的性质，如配位数、几何构型。但涉及到激发态的问题等就无能为力；（3）无法解释某些配合物稳定性规律和不正常氧化态配合物
4.1 晶体场理论(CFT)
4.1.2 d轨道的能级分裂能
设自由离子中每个d轨道的能量为E0(这时5个d轨道的能量相同)，球形场中每个d轨道的能量上升为Es。(这时5个d轨道的能量仍然相同)。以Es为零点，将分裂后轨道的能量差称为分裂能。
4.1 晶体场理论(CFT)
•八面体场：分裂能的大小用10Dq或△0表示
4.1 晶体场理论(CFT)
•正四面体场：分裂能相对于八面体场较小，分裂能的大小为4/9△0，用 △t表示。
3d 2d 0 4 d d 4.45Dq 0 t 9 8 2 4 3 d 1.78Dq 0 t d 2.67Dq 0 t 45 5 15 5
反之则称为弱场配体。
同样可计算出d1~10金属离子在四面体及八面体、正方形场中的 CFSE。
4.1 晶体场理论(CFT)
d1~10金属离子在四面体及八面体、正方形场中的CFSE
dn d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 正八面体场弱场 0 -4Dq -8Dq -12Dq -6Dq 0Dq -4Dq -8Dq 强场 0 -4Dq -8Dq -12Dq -16Dq+P -20Dq+2P -24Dq+2P -18Dq+P 正四面体场弱场 0Dq -2.67Dq -5.34Dq -3.56Dq -1.78Dq 0Dq -2.67Dq -5.34Dq 强场 0 -2.67Dq -5.34Dq -8.01Dq+P -10.68Dq+2P -8.9Dq+2P -7.12Dq+P -5.34Dq 平面正方形场弱场 0 -5.14Dq -10.28Dq -14.56Dq -12.28Dq 0Dq -5.14Dq -10.28Dq 强场 0Dq -5.14Dq -10.28Dq -14.56Dq -19.70Dq+P -24.82Dq+2P -29.12Dq+2P -26.84Dq+P

无机化学第二版课后练习题含答案

无机化学第二版课后练习题含答案
第一章晶体结构与晶体化学
练习题
1.什么是晶体结构？
2.描述组成配位数和形貌相同的正交晶系、四方晶系和六方晶系的特点。

3.TaCl5的结构类型是什么？给出TaCl5的点阵参数。

4.描述共价晶体和离子晶体的结构特点并给出两个例子。

答案
1.晶体结构是指对于一种给定的化学元素或化合物，其原子或离子分别
按一定的规律有序排列，形成具有规则重复的空间排列的结构。

–正交晶系：组成配位数为8，形貌倾向于长方体或正方体，一般相互垂直，如NaCl、MgO等。

–四方晶系：组成配位数为8，形貌为正方形或长方形板状，沿着一个轴和对角线对称。

如ZnS、TiO2、CaF2等。

–六方晶系：组成配位数为12，形貌为六边形柱状或针状，有沿着一个轴对称的等边六边形截面。

如α-石墨、SiC等。

2.TaCl5的结构类型是正交晶系。

TaCl5的点阵参数为a = 5.73 Å，b
= 5.28 Å，c = 11.85 Å，α = β = γ= 90°。

–共价晶体：由原子间较强的共价键构成，如金刚石、氧化硅（SiO2）。

–离子晶体：由阳离子和阴离子通过电滑移力相互结合而成，如NaCl、MgO。

1。

第四章晶体中的点缺陷与线缺陷作业题答案

2 3 解： 3MgO 2Mg Al Mg i 3OO （1）
Al O
'

Al2 O3 2MgO 2Mg 'Al VO 2OO CaF2 '' 2YF3 2YCa VCa 6FF
（2）（4）
CaF2 YF3 YCa Fi' 2FF
CaF

'

2 B、 2YF3 2YCa VCa 6FF
CaF

"

A 可能性较大。因萤石晶体中存较多的八面体空隙，F-离子半径较小，形成填隙型固溶体比较稳定。 6、CeO2 为萤石结构，其中加入 15mol%CaO 形成固溶体，测得固溶体密度 D＝7.01g/cm3，晶胞参数 a0＝ 0.5417nm，试通过计算判断生成的是哪一种类型固溶体。（已知原子量 Ce 140.12，Ca 40.08，O 16.00）解：对于 CaO-CeO2 固溶体来说，从满足电中性来看，可以形成氧离子空位的固溶体也可形成 Ca2+嵌入阴离子间隙中的固溶体，其固溶方程为：
当 CaCl2 中 Ca2+置换 KCl 中 K+而出现点缺陷，其缺陷反应式如下：
KCl ' CaCl2 Ca K 2ClCl +VK
CaCl2 中 Ca2+进入到 KCl 间隙中而形成点缺陷的反应式为：
KCl ' CaCl2 Ca i 2ClCl +2VK
5. 试写出以下缺陷方程（每组写出二种），并判断是否可以成立，同时简单说明理由。
CeO 2 CaO Ca " Ce VO O O CeO 2 2CaO Ca " Ce Ca i 2O O

(经典)2019-2020高考化学第4章(非金属及其化合物)第1节碳、硅及无机非金属材料考点(2)硅酸、硅酸

考点二硅酸、硅酸盐、无机非金属材料李仕才1．硅酸硅酸难溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。

(1)硅酸不稳定，受热易分解：H 2SiO 3=====△SiO 2＋H 2O 。

(2)硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH 溶液反应的化学方程式为H 2SiO 3＋2NaOH===Na 2SiO 3＋2H 2O 。

(3)硅酸在水中易聚合形成胶体，硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅胶，有很强的吸水能力，常用作干燥剂。

2．硅酸盐(1)概念：由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。

(2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，常用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na 2SiO 3)写成Na 2O·SiO 2，钾云母(KH 2Al 3Si 3O 12)写成K 2O·3Al 2O 3·6SiO 2·2H 2O 。

(3)硅酸钠(Na 2SiO 3)。

①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。

②与较强的酸反应，如与盐酸反应的化学方程式为Na 2SiO 3＋2HCl===2NaCl ＋H 2SiO 3↓；与CO 2水溶液反应的化学方程式为Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O===H 2SiO 3↓＋Na 2CO 3。

③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。

3．常见无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料。

(2)玻璃的生产。

(3)特殊功能的含硅物质。

①碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。

②含硅元素4%的硅钢具有导磁性。

③硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。

(4)新型无机非金属材料。

如高温陶瓷、压电陶瓷、生物陶瓷、光导纤维等。

判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．普通玻璃、石英玻璃、水泥、玛瑙都属于硅酸盐产品。

( ×)2．NaAlSi3O8写成氧化物的形式是Na2O·Al2O3·6SiO2。

第四章习题解答

1 第四章习题解答3/150、试用实验方法鉴别晶体SiO 2、SiO 2 玻璃、硅胶和SiO 2 熔体。

它们的结构有什么不同？解答：利用X-射线粉末衍射检测。

晶体SiO 2——质点在三维空间做有规律的排列，各向异性。

SiO 2 熔体——内部结构为架状，近程有序，远程无序。

SiO 2 玻璃——各向同性。

硅胶——疏松多孔。

7/151、SiO 2 熔体的粘度在1000℃时为1014 Pa·s ，在1400℃时为107 Pa·s 。

SiO 2 玻璃粘滞流动的活化能是多少？上述数据为恒压下取得，若在恒容下获得，你认为活化能会改变吗？为什么？解答：（1）根据公式：)exp(0RTE ∆=ηη 1000℃时，η=1014 Pa·s ，T=1000+273=1273K ， )1273314.8exp(10014⨯∆=E η （1） 1400℃时，η=107 Pa·s ，T =1400+273=1673K ，)1673314.8exp(1007⨯∆=E η （2）联立（1）和（2）式解得：η0 = 5.27×10-16 Pa·s ，△E = 713.5 kJ/mol（2）若在在恒容下获得，活化能不会改变。

因为活化能是液体质点作直线运动所必需的能量。

它与熔体组成和熔体[SiO 4]聚合程度有关。

212/151、一种用于密封照明灯的硼硅酸盐玻璃，它的退火点是544℃，软化点是780℃。

求：（1）这种玻璃粘性流动的活化能；（2）它的工作范围；（3）它的熔融范围。

解答：（1）根据公式：)exp(0RTE ∆=ηη 退火点544℃， η=1012Pa·s ，T=544+273=817K ， )817314.8exp(10012⨯∆=E η （1）软化点为780℃，η=4.5×106 Pa·s ，T=780+273=1053K ，)1053314.8exp(104.506⨯∆=⨯E η （2）联立（1）和（2）式解得：η0 = 1.39×10-12 Pa·s ，△E = 373.13 kJ/mol 。

第4章分子结构习题

第4章分子结构习题第四章分子结构习题目录一判断题；二选择题；三填空题；四回答问题一判断题1氢氧化钠晶体中既有离子键，又有共价键。

（ 2离子晶体中的化学键都是离子键。

（ 3 CO分子含有配位键。

（）4 NaCl(s)中正、负离子以离子键结合，故所有金属氯化物中都存在离子键。

（） 5非金属元素组成的化合物都不是离子化合物。

（）6所有分子的共价键都具有饱和性与方向性，而离子键没有饱和性与方向性。

（ 7某原子所形成共价键的数目，等于该原子基态时未成对电子的数目。

（） 8键能越大，键越牢固，分子也越稳定。

（））））9 N2分子中有叁键，氮气很不活泼；因此所有含有叁键的分子都不活泼。

（） 10双原子分子键能等于该物质的生成焓。

（） 11共价型分子的键能等于其键离解能。

（）12反应HCl(g)→H(g)+Cl(g)的?rH=431kJ・mol-1，即H-Cl键能为431kJ・mol-1。

（ 13乙烯加氢生成乙烷，丙烯加氢生成丙烷。

这两个反应的摩尔焓变几乎相等。

（）14共价键的键长等于成键原子共价半径之和。

（）15相同原子间的叁键中必有一个?键，两个?键，?键不如?键稳定。

所以叁键键能一定小于三倍的单键键能。

（）16相同原子间双键的键能等于单键键能的两倍，叁键键能等于单键键能的三倍。

（）17烷烃分子中C-C键的键能大于炔烃分子中C?C键能的三分之一。

（）18对于气相反应来说，如果反应物的摩尔键焓总和小于生成物的摩尔键焓总和，则反应的摩尔焓变为负值。

（））19氟的电负性大，原子半径小，所以F2分子的键能比Cl2、Br2、I2分子的键能大。

（） 20任何共价单键的键长均大于共价双键或共价叁键的键长。

（） 21烷烃分子中C-C键的键长是炔烃分子中C?C键长的三倍。

（）22中心原子轨道杂化方式相同，形成的分子空间几何构型也一定相同。

（） 23中心原子所形成的杂化轨道数等于参加杂化的原子轨道数。

（）24同一原子中能量相近的原子轨道进行杂化，是形成杂化轨道的基本条件之一。

第四章晶体结构缺陷习题与解答

第四章晶体结构缺陷习题与解答4.1 名词解释（a）弗伦克尔缺陷与肖特基缺陷；（b）刃型位错和螺型位错解：（a）当晶体热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置而挤到晶格点的间隙中，形成间隙原子，而原来位置上形成空位，这种缺陷称为弗伦克尔缺陷。

如果正常格点上原子，热起伏后获得能量离开平衡位置，跃迁到晶体的表面，在原正常格点上留下空位，这种缺陷称为肖特基缺陷。

（b）滑移方向与位错线垂直的位错称为刃型位错。

位错线与滑移方向相互平行的位错称为螺型位错。

4.2试述晶体结构中点缺陷的类型。

以通用的表示法写出晶体中各种点缺陷的表示符号。

试举例写出CaCl2中Ca2+置换KCl中K+或进入到KCl间隙中去的两种点缺陷反应表示式。

解：晶体结构中的点缺陷类型共分：间隙原子、空位和杂质原子等三种。

在MX 晶体中，间隙原子的表示符号为MI或XI；空位缺陷的表示符号为：VM或VX。

如果进入MX晶体的杂质原子是A，则其表示符号可写成：AM或AX（取代式）以及Ai（间隙式）。

当CaCl2中Ca2+置换KCl中K+而出现点缺陷，其缺陷反应式如下：CaCl2++2Cl ClCaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为：CaCl2+2+2Cl Cl4.3在缺陷反应方程式中，所谓位置平衡、电中性、质量平衡是指什么？解：位置平衡是指在化合物MaXb中，M格点数与X格点数保持正确的比例关系，即M：X=a：b。

电中性是指在方程式两边应具有相同的有效电荷。

质量平衡是指方程式两边应保持物质质量的守恒。

4.4（a）在MgO晶体中，肖特基缺陷的生成能为6ev，计算在25℃和1600℃时热缺陷的浓度。

（b）如果MgO晶体中，含有百万分之一mol的Al2O3杂质，则在1600℃时，MgO晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？说明原因。

解：（a）根据热缺陷浓度公式：exp（－）由题意△G=6ev=6×1.602×10-19=9.612×10-19JK=1.38×10-23 J/KT1=25+273=298K T2=1600+273=1873K298K：exp=1.92×10-511873K：exp=8×10-9（b）在MgO中加入百万分之一的Al2O3杂质，缺陷反应方程为：此时产生的缺陷为[ ]杂质。

《晶体学》各章练习题及答案解析

《晶体学》各章练习题及答案解析第一章复习题答案一、是非题：1、在物体诸态中，晶体是最稳定的。

（√）2、空间群包含了宏观晶体中全部要素的总和以及它们相互间的结合关系。

（×）3、离子晶体的结构取决于其正负离子半径之比。

（×）4、空间点阵中按平行六面体选取原则所得到的空间格子的基本单位称为晶胞。

（×）5、六方紧密堆积的原子密排面是晶体中的（001）面。

（×）6、在单质晶体中，原子作等大球体的紧密堆积，不论是六方还是立方其每个原子的配位数CN=12。

（√）7、阳离子在配位数相同的情况下，其配位多面体形状都是完全相同的。

（×）8、八面体空隙的空间小于四面体空隙的空间。

（×）9、立方晶系的单位平行六面体参数为a0≠b0≠c0，α=β=900，γ=1200。

（×）二、选择题1、下列性质中 B 不是晶体的基本性质。

A、对称性B、有限性C、均一性D、各向异性2、点群L6PC属 C 晶族 C 晶系。

A、高级等轴B、高级六方C、中级六方D、低级正交3、在Si—O四面体中，一般采用 A 方式相连。

A、共顶B、共面C、共棱D、不确定4、晶体结构中一切对称要素的集合称为 D 。

A、对称性B、点群C、微观对称要素的集合D、空间群5、晶体在三结晶轴上的截距分别为2a、3b、6c。

该晶面的晶面指数为 C 。

A 、（236）B 、（326）C 、（321）D 、（123）6、依据等径球体的堆积原理得出，六方密堆积的堆积系数 C 面心立方堆积的堆积系数。

A 、大于 B 、小于 C 、等于 D 、不确定7、晶体中具有方向性的化学键为 A 。

A 、共价键 B 、离子键 C 、金属键 D 、分子键8、某晶体AB ，A —的电荷数为1，A —B 键的S=1/6，则A +的配位数为 B 。

（n/CN=1/6） A 、4 B 、6 C 、8 D 、129、在单位晶胞的NaCl 晶体中，其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为 A 。

第4章习题答案(科学出版社)

第四章相平衡思考题1.什么叫自由度？相律的内容是什么？它能够解决什么问题？答：在不引起旧相消失和新相形成的前提下，可以在一定范围内独立变动的强度性质称为系统的自由度。

相律就是在平衡系统中，系统内相数、组分数、自由度数及影响物质性质的外界因素（如温度、压力、重力场、磁场、表面能等）之间关系的规律。

相律是一个定性规律，可以指示相平衡体系中有几个相，可以指导如何去识别由实验绘制的相图。

2.水的三相点与冰点是否相同?答：不相同。

纯水的三相点是气-液-固三相共存，其温度和压力由水本身性质决定，这时的压力为610.62Pa，温度为273.16K。

热力学温标1K就是取水的三相点温度的1/273.16K。

5 水的冰点是在大气压力下，水的三相共存点的温度。

由于冰点受外界压力影响，在10Pa压力下，温度下降0.00747K，由于水中溶解了空气，温度又下降0.0024K，所以在大气压力为105Pa时，水的冰点为273.15K。

3.相点与物系点有什么区别?答：相点是相图中表示某平衡相组成的点。

从相点位置可看出该相的状态、组成、温度、压力等。

相点位置可随压力、温度的改变而改变。

在单组分系统的相图上，所有点全部是相点。

物系点是在多组分系统的相图上表示系统总组成的点，在单相区，物系点可与相点重合，而在两相区内只有物系点。

该物系所对应的两个相组成由两个相点表示。

在T-x图上，物系点可沿着与温度坐标平行的直线上下移动；在水盐系统图上，随着水的含量不同，物系点可沿着与组成坐标平行的直线左右移动。

4.单组分系统的三相点与低共熔点有何异同点?答：共同点：都是三相共存。

不同点：单组分系统的三相点是气-液-固三相共存，这时的自由度为零，它的压力、温度由系统自身性质决定，不受外界因素影响。

而二组分系统的低共熔点在等压的条件下自由度为零。

外压改变，低共熔点的温度和组成也会随之而改变。

5.米粉和面粉混合得十分均匀。

再也无法彼此分开，这时混合体系有几相？答：两相6.金粉和银粉混合后加热，使之熔融后冷却，得到的固体是一相还是两相？答：一相7.低共熔物能不能看作是化合物？答：不能。

教材第四章习题解答

第四章晶体结构习题解答1．是非题①离子晶体中正、负离子的堆积方式主要取决于离子键的方向性。

（）②由于共价键十分牢固，因而共价化合物的熔点均较高。

（）③金属材料具有优良的延展性与金属键没有方向性有关。

（）④分子晶体的物理性质取决于分子中共价键的强度。

（）【解答】①错误，离子键没有方向性和饱和性。

②错误，化合物熔点的高低取决于晶体结点上原子、分子或离子等微粒之间的作用力的大小。

③正确。

④错误，分子晶体的物理性质取决于晶格结点上分子与分子之间作用力的大小。

2．选择题（选择1个或2个正确答案）①下列几种固体物质晶格中，由独立分子占据晶格结点的是（）A. 石墨B. 干冰C. SiCD. NaClE. SiF4②晶格能的大小可用来表示（）A. 共价键的强弱B. 金属键的强弱C. 离子键的强弱D. 氢键的强弱③由常温下Mn2O7是液体的事实，估计Mn2O7中的Mn与O之间的化学键是（）。

A. 离子键B. 共价键C. 金属键D. 氢键④下列四种离子晶体中熔点最高的是（）。

A. CaF2B. BaCl2C. NaClD. MgO【解答】① B，E；② C；③ B；④ D。

3．指出下列物质晶态时的晶体类型① O2② SiC③ KCl ④ Ti 。

【解答】①分子晶体；②原子晶体；③离子晶体；④金属晶体。

4．根据有关性质的提示，估计下列几种物质固态时的晶体类型①固态物质熔点高，不溶于水，是热、电的良导体。

②固态时熔点1000℃以上，易溶于水中。

③常温为固态，不溶于水，易溶于苯。

④ 2300℃以上熔化，固态和熔体均不导电。

【解答】①金属晶体；②离子晶体；③非极性分子晶体；④原子晶体。

5．熔融固态的下列物质时，需克服什么力？a. 离子键；b. 共价键；c. 氢键；d. 取向力；e. 诱导力；f. 色散力。

① CCl4② MgO③ SiO2④ H2O【解答】① f；② a；③ b；④ c,d,e,f 。

6．以列表的方式比较K、Cr、C、Cl四种元素的外层电子构型、在周期表中的分区、单质的晶体类型、熔点、硬度。

(完整版)第四章分子结构习题及答案

第四章分子结构习题1。

是非判断题1-1化学键是相邻原子与原子（或离子与离子）之间的强烈相互作用。

1—2 50Sn2+是18+2电子构型，50Sn4+是18电子构型。

1-3 Al3+，Ba2+,Si(IV）的电子构型都属于8电子构型.1-4具有未成对电子的两个原子相互接近时可以形成稳定的共价键.1—5原子形成共价键的数目等于基态原子的未成对电子数。

1-6σ键的特点是原子轨道沿键轴方向重叠,重叠部分沿键轴呈圆柱形对称。

1-7一般来说，σ键的键能比π键键能小。

1—8 s电子与s电子配对形成的键一定是σ键，p电子与p电子配对形成的键一定为π键.1—9两个σ键组成一个双键.1-10键的强度与键长无关。

1-11所有非金属元素之间形成的化合物都不是离子化合物。

1—12μ＝0的分子，其化学键一定是非极性键.1—13共价键具有饱和性的原因在于每个原子提供一定数目的自旋方向相反的未成对电子。

1—14原子核外有几个未成对电子，就能形成几个共价键。

1-15共价键类型可以分为σ键和π键，π键的键能小于σ键的键能,因此π键的稳定性弱于σ键. 1—16烷烃分子中C-H键的键能为413 KJ·mol -1，因此提供413KJ·mol -1的能量能使甲烷和乙烷分子中C-H键断裂。

1-17沿键轴方向的s轨道和p轨道进行重叠可形成π键。

1-18原子轨道相互重叠应满足最大重叠原理，所以沿键轴以“头碰头”方式才能成键。

1—19原子轨道之所以要发生杂化是因为能增大成键能力。

1—20 sp3杂化是,s轨道的主量子数和p轨道的主量子数可以是不同的，也可以是相同的。

1-21 1个s轨道和3个p轨道，形成1个sp3杂化轨道.1-22在sp,sp2，sp3杂化中，杂化轨道的成键能力随s轨道成分增多而增强。

1-23发生轨道杂化的原子轨道可以具有成对电子。

1-24原子轨道发生杂化，若轨道上有孤对电子存在,这类杂化是不等性的。

1-25 NH3和H2O分子中的中心原子都是发生sp3杂化,但氧原子的2对孤对电子占据2 个杂化轨道而产生更大的斥力，使O—H键键角大于氨分之中N—H键键角。

第4章习题及答案_无机材料科学基础

第四章非晶态结构与性质4-1名词解释熔体与玻璃体分化（解聚）与缩聚网络形成体网络中间体网络改变体桥与非桥氧硼反常现象单键强度晶子学说与无规则网络学说4-2试简述硅酸盐熔体聚合物结构形成的过程和结构特点。

4-3试用实验方法鉴别晶体SiO2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。

它们的结构有什么不同？4-4 试述石英晶体、石英熔体、Na2O·2SiO2熔体结构和性质上的区别。

4-5影响熔体粘度的因素有哪些？试分析一价碱金属氧化物降低硅酸盐熔体粘度的原因。

4-6熔体粘度在727℃时是107Pa·s，在1156℃时是103 Pa·s，在什么温度下它是106 Pa·s？（用lnη＝A＋B/T解之）4-7 SiO2熔体的粘度在1000℃时为1014 Pa·s，在1400℃时为107 Pa·s。

SiO2玻璃粘滞流动的活化能是多少？上述数据为恒压下取得，若在恒容下获得，你认为活化能会改变吗？为什么？4-8一种熔体在1300℃的粘度是310 Pa·s，在800℃是107 Pa·s，在1050℃时其粘度为多少？在此温度下急冷能否形成玻璃？4-9试用logη＝A＋B/（T－T0）方程式，绘出下列两种熔体在1350~500℃间的粘度曲线（logη~1/T）。

两种熔体常数如下：4-10派来克斯（Pyrex）玻璃的粘度在1400℃时是109 Pa·s，在840℃是1013Pa·s。

请回答：（1）粘性流动活化能是多少？（2）为了易于成形，玻璃达到105Pa·s的粘度时约要多高的温度？4-11一种玻璃的工作范围是870℃（η＝106Pa·s）至1300℃（η＝102.5Pa·s），估计它的退火点（η＝1012Pa·s）？4-12一种用于密封照明灯的硼硅酸盐玻璃，它的退火点是544℃，软化点是780℃。

无机材料科学基础习题与解答

第一章几何结晶学一、名词解释①晶体、②等同点、③空间点阵、④结点、⑤对称、⑥对称型、⑦晶类、⑧单形、⑨聚形、⑩晶体定向、○11晶体常数、○12布拉菲格子、○13晶胞、○14晶胞参数、○15空间群。

二、（1）根据对称型国际符号写出对称型，并指出各对称要素的空间方位关系。

①2/m ；②mm2；③422；④6/mmm 。

（2）写出下列对称型的国际符号①3L23pc 、②L4PC 、③Li4、④L33P （3）下列晶形是对称型为L4PC 的理想形态，判断其是单形或是聚形，并说明对称要素如何将其联系起来的。

（4）下列单形能否相聚而成聚形①四方柱、四方双锥②菱面体、六方柱 ③四角三八面体、平行双面④四方四面体、四方双锥 ⑤四面体、八面体 ⑥斜方柱、四方双锥三、计算题（2）一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X 、Y 、Z 上的截距分别为2a 、1/2a 、2/3a ，求此晶面的晶面指数。

（2）一个四方晶系晶体的晶面，在X 、Y 、Z 轴上的截距分别为3a 、4a 、6c ，求该晶面的晶面指数。

四、填空题（1）晶体的对称要素中点对称要素种类有_____、_____、_____ 、_____ ，含有平移操作的对称要素种类有_____ 、_____ 。

它们分别是 _____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。

（2）晶族、晶系、对称型、结晶学单形、几何单形、布拉菲格子、空间群的数目分别是 _____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。

晶体学课后习题答案

第一章习题1.晶体与非晶体最本质的区别是什么?准晶体是一种什么物态?答：晶体和非晶体均为固体，但它们之间有着本质的区别。

晶体是具有格子构造的固体，即晶体的内部质点在三维空间做周期性重复排列。

而非晶体不具有格子构造。

晶体具有远程规律和近程规律，非晶体只有近程规律。

准晶态也不具有格子构造，即内部质点也没有平移周期，但其内部质点排列具有远程规律。

因此，这种物态介于晶体和非晶体之间。

2.在某一晶体结构中，同种质点都是相当点吗?为什么?答：晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。

因为相当点是满足以下两个条件的点：a.点的内容相同；b.点的周围环境相同。

同种质点只满足了第一个条件，并不一定能够满足第二个条件。

因此，晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。

3.从格子构造观点出发，说明晶体的基本性质。

答：晶体具有六个宏观的基本性质，这些性质是受其微观世界特点，即格子构造所决定的。

现分别叙述：a.自限性晶体的多面体外形是其格子构造在外形上的直接反映。

晶面、晶棱与角顶分别与格子构造中的面网、行列和结点相对应。

从而导致了晶体在适当的条件下往往自发地形成几何多面体外形的性质。

b.均一性因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各个不同部分，化学成分与晶体结构都是相同的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的。

c.异向性同一晶体中，由于内部质点在不同方向上的排布一般是不同的。

因此，晶体的性质也随方向的不同有所差异。

d.对称性晶体的格子构造本身就是质点周期性重复排列，这本身就是一种对称性；体现在宏观上就是晶体相同的外形和物理性质在不同的方向上能够有规律地重复出现。

e.最小内能性晶体的格子构造使得其内部质点的排布是质点间引力和斥力达到平衡的结果。

无论质点间的距离增大或缩小，都将导致质点的相对势能增加。

因此，在相同的温度条件下，晶体比非晶体的内能要小；相对于气体和液体来说，晶体的内能更小。

f.稳定性内能越小越稳定，晶体的稳定性是最小内能性的必然结果。

无机材料物理化学课后习题及答案

第一章几何结晶学基础1-1.晶体、晶胞的定义；空间格子构造的特点；晶体的基本性质。

1-2.参网页上的模型，运用对称要素组合定律，写出四方柱、六方柱、四方四面体、斜方双锥、六八面体、三方柱、复三方三角面体、四六面体的点群符号，并写出其所属的晶系和晶族。

1-3.参阅网页上的模型，请确定单型中的六八面体、复三方偏三角面体、复六方双锥、和聚型中2、3、4号模型在晶体定向中，各晶体的晶轴分别与哪些对称轴重或晶棱方向平行1-4.请写出单型三方柱、四方柱、四方双锥、六方柱、菱面体、斜方双锥各晶面的主要晶面符号。

1-5.请写出下列聚型模型各晶面的晶面符号：1、2、3、4。

两个对称面相互成1）60°、2）90°、3）45°、4）30°，可组合成什么点群1-6.由两根相交的二次轴互成1）90°、2）60°、3）45°、4）30°，可以组合成什么点群试在面心立方格子中画出菱面体格子1-7.一晶面在X、Y、Z轴分别截得2、4、6个轴单位，请写出此晶面符号。

1-8.作图表示立方晶体的（123）、（012）、（421）晶面。

1-9.在六方晶体中标出晶面（0001）、（2110）、（1010）、（1120）、（1210）的位置。

1. 答：晶体最本质的特点是其内部的原子、离子、或原子集团在三维空间以一定周期性重复排列而成, 晶体的空间格子构造有如下特点：结点空间格子中的点，在实际晶体中它们可以代表同种质点占有的位置，因此也称为晶体结构中的等同点位置。

行列结点在一维方向上的排列. 空间格子中任意两个结点连接的方向就是一个行列方向。

面网结点在平面上的分布构成面网。

空间格子中，不在同一行列上的任意三个结点就可联成一个面网。

平行六面体空间格子中的最小单位。

它由六个两两平行且大小相等的面组成。

晶体的基本性质是指一切晶体所共有的性质，这些性质完全来源于晶体的空间格子构造。

材料科学基础课后习题答案

《材料科学基础》课后习题答案第一章材料结构的基本知识4. 简述一次键和二次键区别答：根据结合力的强弱可把结合键分成一次键和二次键两大类。

其中一次键的结合力较强，包括离子键、共价键和金属键。

一次键的三种结合方式都是依靠外壳层电子转移或共享以形成稳定的电子壳层，从而使原子间相互结合起来。

二次键的结合力较弱，包括范德瓦耳斯键和氢键。

二次键是一种在原子和分子之间，由诱导或永久电偶相互作用而产生的一种副键。

6. 为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高？答：材料的密度与结合键类型有关。

一般金属键结合的固体材料的高密度有两个原因：（1）金属元素有较高的相对原子质量；（2）金属键的结合方式没有方向性，因此金属原子总是趋于密集排列。

相反，对于离子键或共价键结合的材料，原子排列不可能很致密。

共价键结合时，相邻原子的个数要受到共价键数目的限制；离子键结合时，则要满足正、负离子间电荷平衡的要求，它们的相邻原子数都不如金属多，因此离子键或共价键结合的材料密度较低。

9. 什么是单相组织？什么是两相组织？以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织对性能的影响。

答：单相组织，顾名思义是具有单一相的组织。

即所有晶粒的化学组成相同，晶体结构也相同。

两相组织是指具有两相的组织。

单相组织特征的主要有晶粒尺寸及形状。

晶粒尺寸对材料性能有重要的影响，细化晶粒可以明显地提高材料的强度，改善材料的塑性和韧性。

单相组织中，根据各方向生长条件的不同，会生成等轴晶和柱状晶。

等轴晶的材料各方向上性能接近，而柱状晶则在各个方向上表现出性能的差异。

对于两相组织，如果两个相的晶粒尺度相当，两者均匀地交替分布，此时合金的力学性能取决于两个相或者两种相或两种组织组成物的相对量及各自的性能。

如果两个相的晶粒尺度相差甚远，其中尺寸较细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散地分布于另一相晶粒的基体内。

如果弥散相的硬度明显高于基体相，则将显著提高材料的强度，同时降低材料的塑韧性。

第4章-习题答案（科学出版社）

第4章-习题答案（科学出版社）第四章相平衡思考题1.什么叫⾃由度？相律的内容是什么？它能够解决什么问题？答：在不引起旧相消失和新相形成的前提下，可以在⼀定范围内独⽴变动的强度性质称为系统的⾃由度。

相律就是在平衡系统中，系统内相数、组分数、⾃由度数及影响物质性质的外界因素（如温度、压⼒、重⼒场、磁场、表⾯能等）之间关系的规律。

相律是⼀个定性规律，可以指⽰相平衡体系中有⼏个相，可以指导如何去识别由实验绘制的相图。

2.⽔的三相点与冰点是否相同?答：不相同。

纯⽔的三相点是⽓-液-固三相共存，其温度和压⼒由⽔本⾝性质决定，这时的压⼒为610.62Pa，温度为273.16K。

热⼒学温标1K就是取⽔的三相点温度的1/273.16K。

⽔的冰点是在⼤⽓压⼒下，⽔的三相共存点的温度。

由于冰点受外界压⼒影响，在105Pa压⼒下，温度下降0.00747K，由于⽔中溶解了空⽓，温度⼜下降0.0024K，所以在⼤⽓压⼒为105Pa时，⽔的冰点为273.15K 。

3.相点与物系点有什么区别?答：相点是相图中表⽰某平衡相组成的点。

从相点位置可看出该相的状态、组成、温度、压⼒等。

相点位置可随压⼒、温度的改变⽽改变。

在单组分系统的相图上，所有点全部是相点。

物系点是在多组分系统的相图上表⽰系统总组成的点，在单相区，物系点可与相点重合，⽽在两相区内只有物系点。

该物系所对应的两个相组成由两个相点表⽰。

在T-x图上，物系点可沿着与温度坐标平⾏的直线上下移动；在⽔盐系统图上，随着⽔的含量不同，物系点可沿着与组成坐标平⾏的直线左右移动。

4.单组分系统的三相点与低共熔点有何异同点?答：共同点：都是三相共存。

不同点：单组分系统的三相点是⽓-液-固三相共存，这时的⾃由度为零，它的压⼒、温度由系统⾃⾝性质决定，不受外界因素影响。

⽽⼆组分系统的低共熔点在等压的条件下⾃由度为零。

外压改变，低共熔点的温度和组成也会随之⽽改变。

5.⽶粉和⾯粉混合得⼗分均匀。

结晶化学习题问题详解

第一章·习题与答题1.晶体的两个最显著且重要的特点是什么？★答：（1）化学元素是质点，和（2）质点在三维空间的周期重复。

或者（1）一定的化学成分，和（2）一定的晶体结构。

2.晶体一定是固态的吗？答：是。

因为它的内部质点在三维空间做周期性重复排列。

3.简述晶体结构和晶体结构要素。

答：晶体结构：反映晶体结构中全部基元之间关联特征的整体。

四种晶体结构要素：（1）质点，即构成晶体的离子、原子、离子团或分子；（2）行列，是质点在一维方向上周期重复排列构成的直线；（3）面网，是质点在二维方向上周期重复排列形成的平面；（4）晶胞，晶体结构的最小重复单位。

将晶胞在三维空间无间隙平移就可建立起整个晶体结构。

4.综合说明各晶体结构要素之间的关系。

答：（1）构成晶体结构的质点在一维空间按一定规律周期重复排列可以建立行列；在二维空间按一定规律周期重复排列可以建立面网，在三维空间按一定规律周期重复排列可以建立晶体结构。

（2）在晶体结构的任一行列上总可找出一单位行列，即质点在该行列方向上的最小周期重复单位；沿该行列方向无间隙平移其单位行列即可建立该行列。

找出晶体结构中互相平行、但不同的行列，将它们沿另二维方向按一定的周期平移，整个晶体结构即可建立。

（3）在晶体结构的任一面网上总可以找出一个单位面网，将这个单位面网在该二维方向无间隙平移，可推导出该二维的整个面网。

找出晶体结构中平行、但不同的面网，将它们按一定周期在另一维方向平移，可以建立整个晶体结构。

（4）将上述的中在晶体结构中一定、也只能找到一个最小重复单位，晶胞，将晶胞在三维方向无间隙平移，可以获得整个晶体结构。

晶胞里可以找到所有的质点、单位行列和单位面网（有些行列和面网需要拓展结构以后才能看出）。

5.简述晶体结构要素分别与晶面、晶棱和角顶的关系。

★答：晶体结构最外的那层面网就是晶面，最外的两面网相交的一条行列即是晶棱，最外的三个面网或三根行列的交点处的质点就是角顶。

材料化学习题

材料化学课后习题第1章原子结构与键合1. 原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？2. 在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些原则？3. 在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点？从左到右或从上到下元素结构有什么区别？性质如何递变？4. 何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？5. 铬的原子序数为24，它共有四种同位素：4.31%的Cr原子含有26个中子，83.76%含有28个中子，9.55%含有29个中子，且2.38%含有30个中子。

试求铬的相对原子质量。

6. 铜的原子序数为29，相对原子质量为63.54，它共有两种同位素Cu63和Cu65，试求两种铜的同位素之含量百分比。

7. 锡的原子序数为50，除了4f亚层之外其它内部电子亚层均已填满。

试从原子结构角度来确定锡的价电子数。

8. 铂的原子序数为78，它在5d亚层中只有9个电子，并且在5f层中没有电子，请问在Pt的6s亚层中有几个电子？9. 已知某元素原子序数为32，根据原子的电子结构知识，试指出它属于哪个周期？哪个族？并判断其金属性强弱。

10. S的化学行为有时象6价的元素，而有时却象4价元素。

试解释S这种行为的原因？11. Al2O3的密度为3.8g/cm3，试计算a)1mm3中存在多少原子？b)1g中含有多少原子？12. 尽管HF的相对分子质量较低，请解释为什么HF的沸腾温度(19.4℃)要比HCl的沸腾温度(-85℃)高？13. 高分子材料按受热的表现可分为热塑性和热固性两大类，试从高分子链结构角度加以解释之。

14. 高密度的聚乙烯可以通过氯化处理即用氯原子来取代结构单元中氢原子的方法实现。

若用氯取代聚乙烯中8%的氢原子，试计算需添加氯的质量分数。

第2章固体结构1. 标出面心立方晶胞中（111）面上各点的坐标，并判断[-110]是否位于(111)面上，然后计算[-110]方向上的线密度。

2. 在立方晶系中画出[001]为晶带轴的所有晶面。