第7章 固体的结构与性质 习题参考答案
第7章 固体的结构与性质 习题参考答案
第7章 固体的结构与性质 习题参考答案1．解：熔点高低、硬度大小的次序为：TiC> ScN> MgO> NaF。
2．解：（1）熔点由低到高的次序：KBr<KCl<NaCl<MgO。
（2）熔点由低到高的次序：N2<NH3<Si。
3．解： 离子 电子分布式 离子电子构型 Fe3+ 1s22s22p63s23p63d59～17Ag+1s22s22p63s23p63d104s24p64d1018Ca2+ 1s22s22p63s23p68Li+ 1s2 2S2−1s22s22p63s23p68Pb2+[Xe]4f145d106s2 18+2Pb4+[Xe]4f145d1018Bi3+[Xe]4f145d106s218+24．解：B为原子晶体，LiCl为离子晶体，BCl3为分子晶体。
5．解：（1）O2、H2S为分子晶体，KCl为离子晶体，Si为原子晶体，Pt为金属晶体。
（2）AlN为共价键，Al为金属键，HF(s)为氢键和分子间力，K2S为离子键。
6．解：物质晶格结点上的粒子晶格结点上离子间的作用力晶体类型预测熔点（高或低）N2N2分子分子间力分子晶体很低SiC Si原子、C原子共价键原子晶体很高Cu Cu原子、离子金属键金属晶体高冰H2O分子氢键、分子间力氢键型分子晶体低BaCl2Ba2+、Cl−离子键离子晶体较高7．解： 3θmf Al(s)+ F (g)AlF (s)H Δ⎯⎯⎯→\D (F －F) −UA 13+3e 3F(g)3F (g)E−−⎯⎯⎯→ +\m sub H ΔAl(g) Al 3+(g)U ＝+(F －F)+3+ I − \m sub H Δ\D 1AE \m f H Δ＝ [326.4+32×156.9+3×（−322）+5139.1−（−1510）]kJ · mol −1＝ 6245 kJ · mol −18．解：f mH ΔK(s) +12I 2(s)KI(s)sub m H Δ(K) sub m H Δ(I 2)12I 2(g) −U12θ(I-I)D I(g) +e − I −(g)+ 1A E −e −K(g) I 1 K +(g)Δ=(K)+ \m f H \m sub H Δ12\m sub H Δ(I 2)+ 12θ(I-I)D ++ I 1A E 1 −U=[90+ 12×62.4+12×152.549+(−295)+418.9−649] kJ · mol −1=−328 kJ · mol −19．解：（1）极化力：Na +，，Al 3+，Si 4+；变形性：Si 4+，Al 3+，Na +。
物质结构和性质知识点归纳习题含答案完美版本
2019年高考第一轮复习《物质结构与性质》一、原子结构1.会画出1到18号的元素的原子结构示意图，注意格式：如Na原子对于钠原子而言，原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数=11。
对于钠离子Na+，核外电子数已发生改变，电子数=质子数-所带电荷数=10 ；对O2-,电子数=8+2=10 对于化合物H2O，原子序数总和=核电荷数总和=质子数总和=核外电子数总和=2+8=102.熟记1-36号元素的元素符号、原子序数、在元素周期表的位置、电子排布式、轨道式、所属分区。
注意：(1) 书写原子核外电子排布时，按照能量最低原则排列1s2s2p3s3p4s3d4p5s…，但书写时，相同电子层的要写在一起，即先写3d后写4s,即1s2s2p3s3p3d4s4p5s…此外，还可以把满足稀有气体结构部分写成“原子实”形式：如Zn的电子排布式为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 或写成[Ar] 3d10 4s2。
（2）主族元素和0族的外围电子(价电子)为其最外层电子；而过渡元素的外围电子为：简化电子式去掉原子实剩余的部分，如P的外围电子为：3s23p3; Ne的外围电子式为：2s22p6; Zn的外围电子为3d10 4s2（3）注意24Cr 、29Cu这两个原子的电子排布的特殊性（原子无3d4、3d9排布，不稳定）：Cr : [Ar]3d5 4s1 ；29Cu ：[Ar]3d10 4s1（半满、全满状态能量较低，较稳定）24（4）若形成离子，则考虑先失去最外层电子。
如Cu+的电子排布式为1s22s22p6 3s23p63d10；3.会表示电子的轨道表示式。
方法：先写出电子排布式。
如Na的电子排布式：1s2 2s2 2p6 3s1 ，轨道式：电子排布依据：(1)能量最低原则；(2)“泡利不相容”原则：每个轨道最多只能容纳两个自旋状态不同的电子；(3)洪特规则：电子在相同能量的轨道上排布时，尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同。
王顺荣编高教版社结构化学习题答案第7章
(010)与（210）的夹角为 arc tan1/2 (110)与（210）的夹角为 arc tan1/2-45° 13、利用立方体图形，计算 CH4 正四面体结构 C-H 键的夹角是 109o28＇ A、B、C、O 为 CH4 中 4 个 H，D 为 CH4 的 C A、O、D 的原子坐标分别为（1，0，1） ，(0，0， 0)， （1/2,1/2,1/2） AD=√3/2 , OD=√3/2, AO=√2 ∠AOD 为两个 C-H 键的夹角 Cos∠AOD=（AD2+ OD2- AO2）/2 AD· OD=-1/3 ∠AOD=109o28＇ 即 CH4 中 C-H 键夹角为 109o28＇ 14.利用三角函数法，证明由于点阵结构的制约，晶体结构中不存在 5、7 及更高 次轴。
，
解： 设 A 的射散因子为 fa,B 的射散因子为 fb F(hkl)= faei2π(0+0+0) +fbei2π( =fa+ fbeiπ(h+k+l) =fa+ fb[cosπ(h+k+l)+i sin(h+k+l)] 当 fa=fb，即 AB 为相同物质时： 当 h+k+l=奇数时，F(hkl)=0 当 h+k+l=偶数时，F(hkl)=2f 在奇数时不衍射，故为体心点阵（I） 当 fa≠fb，即 AB 为不同物质时： 无消光现象，故为简单点阵（P）
b (s s 0) k
c (s s 0) l
式中 a,b,c 反映了晶胞大小形状和空间取向； s 和 s 0 反映了衍射 X 射线和入射 X 射线的方向；h,k,l 为衍射指标， 为 X 射线波长。 衍射强度 Ihkl 和结构因子 Fhkl 成正比，而结构因子和晶胞中原子种类及其坐标参数 x,y,z 有关：
物质的结构与性质专项训练(讲义及答案)含答案
物质的结构与性质专项训练(讲义及答案)含答案一、物质的结构与性质的综合性考察1．硼(B)、铝及其化合物在化学中有重要的地位。
请回答下列问题：Ⅰ.（1）与B的基态原子电子排布式中成单电子数相同的第二周期元素还有______（填写元素符号）。
Ⅱ.硼酸(H3BO3)是白色片状晶体（层状结构如图1），有滑腻感，在冷水中溶解度很小，加热时溶解度增大。
（2）硼酸分子以范德华力、共价键和氢键形成环状结构，每个含有B原子的环中平均含有B原子的个数为______个。
其中B原子的杂化类型为______。
（3）加热时，硼酸的溶解度增大，主要原因是______。
（4）硼酸是一元弱酸，其分子式亦可写为B(OH)3，在水中电离时，硼酸结合水电离出来OH-的而呈酸性，写出硼酸的电离方程式______。
（5）氨硼烷(NH3BH3)是一种新型储氢材料，其分子中存在配位键，则氨硼烷分子的结构式或结构简式为______（标出配位键）。
Ⅲ.硼氢化钠是一种常用的还原剂。
其晶胞结构如图2所示：（6）该晶体中Na+的配位数为______。
（7）若硼氢化钠晶胞上下底心处的Na+被Li+取代，得到的晶体的化学式为______。
（8）LiAlH4也是一种特殊的还原剂，可将羧酸直接还原成醇：CH3COOH CH3CH2OH，CH3COOH分子中键角2______键角1（填“＞”、“＜”或“＝”）。
Ⅳ.（9）硼化镁晶体在39K时呈超导性。
在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，如图3是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。
则硼化镁的化学式为______。
2．Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。
回答下列问题：（1）下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_____、_____（填标号）A． B．C． D．（2）LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是___________，中心原子的杂化形式为___________，LiAlH4中存在___________（填标号）A．离子键 B．σ键 C．π键 D．氢键（3）基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是___________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状是____________；K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔沸点等都比Cr低，原因是___________（4）乙二胺（H2NCH2CH2NH2）是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是_____________、_____________（5）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_________，其中共价键的类型有____3．铁被称为“第一金属”，铁及其化合物在生产、生活中有广泛用途。
高中物理(新人教版)选择性必修三课后习题：固体(课后习题)【含答案及解析】
固体课后篇素养形成必备知识基础练1.(多选)下列说法正确的是()A.一块固体,若沿各个方向上的导电性能相同,则该固体为非晶体B.一块固体,若是各个方向导热性能不同,则这个固体一定是单晶体C.一块固体,若有确定的熔点,则该固体必定为晶体D.黄金可以切割加工成各种形状,所以是非晶体,只有单晶体才具有各向异性,B、C正确;多晶体和非晶体都具有各向同性,A错误;黄金是晶体,切割后分子结构不变,仍然是晶体,D错。
2.(多选)(2020陕西西安高二期末)下列物质是晶体还是非晶体的判断不正确的是()A.因为石英是晶体,所以由石英制成的玻璃也是晶体B.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体C.蔗糖受潮后黏在一起,没有确定的几何形状,所以它是非晶体D.用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体,且各向异性,是晶体,而玻璃没有确定的熔点,为非晶体,故A错误,符合题意;晶体的特点是在熔化过程中温度保持不变,有固定的熔点,食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体,故B正确,不符合题意;蔗糖受潮后黏在一起,没有确定的几何形状,但它是晶体中的多晶体,故C错误,符合题意;烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明云母片是晶体,故D错误,符合题意。
3.如图所示,ACBD是一块厚度均匀的由同一种微粒构成的圆板,AB和CD是互相垂直的两条直径,把圆板从图示位置转90°后电流表示数发生了变化(两种情况下都接触良好),关于圆板,下列说法正确的是()A.圆板是非晶体B.圆板是多晶体C.圆板是单晶体D.不知有无固定熔点,无法判定是晶体还是非晶体,说明圆板沿AB和CD两个方向的导电性能不同,即各向异性,所以圆板是单晶体,故选项A、B、D错误,选项C正确。
4.晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵(图中的小黑点表示晶体分子),图中AB、AC、AD 为等长的三条线段。
固体物理参考答案(前七章)
固体物理习题参考答案（部分）第一章 晶体结构1.氯化钠：复式格子，基元为Na +，Cl -金刚石：复式格子，基元为两个不等价的碳原子 氯化钠与金刚石的原胞基矢与晶胞基矢如下：原胞基矢)ˆˆ()ˆˆ()ˆˆ(213212211j i a a i k a a k j a a +=+=+= ， 晶胞基矢 ka a j a a ia a ˆˆˆ321===2. 解：31A A O '：h:k;l;m==-11:211:11:111:1:-2:1 所以（1 1 2 1） 同样可得1331B B A A ：（1 1 2 0）； 5522A B B A ：（1 1 0 0）；654321A A A A A A ：（0 0 0 1）3.简立方： 2r=a ，Z=1,()63434r 2r a r 3333πππ===F体心立方：()πππ833r4r 342a r 3422a 3r 4a r 4a 33333=⨯=⨯=∴===F Z ，，则面心立方：()πππ622r 4r 34434442r 4a r 4a 233ar 33=⨯=⨯=∴===F Z ，，则 六角密集：2r=a, 60sin 2c a V C = a c 362=,πππ622336234260sin 34223232=⨯⨯⨯=⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛a a c a r F a金刚石：()πππ163r 38r 348a r 3488Z r 8a 33333=⨯=⨯===F ，， 4. 解：'28109)31arccos(312323)ˆˆˆ()ˆˆˆ(cos )ˆˆˆ()ˆˆˆ(021*******12211=-=-=++-⋅+-=⋅=++-=+-=θθa a k j i a k j i a a a a a kj i a a kj i a a 5.解：对于（110）面：2a 2a a 2S =⋅=所包含的原子个数为2，所以面密度为22a2a22=对于（111）面：2a 2323a 22a 2S =⨯⨯= 所包含的原子个数为2，所以面密度为223a34a 232=8.证明：ABCD 是六角密堆积结构初基晶胞的菱形底面，AD=AB=a 。
固体物理1-7讲习题参考答案
y
ε xx 代入 0 0
0
ε yy
0
0 Dx 0 ，有 Dy = D ε zz z
绕电场方向为轴转 180 度，电场不变
0 0 Dx′ 3 1 3 1 Dy′ = − 2 Dy + 2 Dz = − 4 ε yy + 4 ε zz E D z′ 1 3 3 3 ε yy + ε zz Dy + Dz 2 4 2 4
证：布里渊区边界垂直且平分倒格矢 K h ，故该边界面上任一矢量满足
(k −
1 Kh ) ⋅ Kh = 0 2 2k ⋅ K h − 1 Kh 2
2
即边界方程为
=0
取 K h 方向最短的倒格矢为 K 0 ， K h = nK 0 将面间距公式 d =
2π K0
代入边界方程，有
2⋅
2π
λ
cos ϕ −
可见，体心立方的倒格子是晶格常数为 b =
4π 的面心立方。 a 4π 同理可证，面心立方的倒格子是晶格常数为 的体心立方。 a
3.2．证明：倒格子原胞的体积为(2π)3/ Ω ，其中Ω为正格子原胞的体积 证：正格子原胞体积 Ω = a1 ⋅ (a 2 × a 3 ) 倒格子原胞体积 Ω = b1 ⋅ (b2 × b3 ) = b1 ⋅ [b2 ×
B ' A ' = AB(1 − 2 cos θ ) 1 − 2 cos θ = n cos θ : −1 ∼ +1 n = −1, 0,1, 2,3 θ = 0o , 60o ,90o ,120o ,180o
《固体物理学》房晓勇主编教材-习题参考解答07第七章 能带结构分析
()
()
间的运动轨迹是一条垂直于 B 德平面和等能面所截成的曲线，显然电子从曲线 k1 点运动曲线 k2 点所需 的时间为
J G
t2 − t1 =
∫
t2
dt =
t1
∫
k2
k1
dk dk / dt
其中 dk 是 k 空间曲线的弧元
3
第七章 能带结构分析
G G J G JJ G J G dk 由= = −ev × B = −ev⊥ × B dt JJ G J G v⊥ 为垂直于 B 德速度分量，可得
N = 2×
S2
( 2π )
2
2 × π kF
N ⎞ ⎛ k F = ⎜ 2π 2 ⎟ S ⎠ ⎝
1/ 2
= ( 2nπ )
1/ 2
7.3 试证明，当 n / na = 1.36 时，费米球和面心立方晶格的第一布里渊区相切，其中 na 是原子数密度。 解：参考陈金富 13.6 面心立方晶格原子数密度 nα = 界的最近距离 km = 4
5
第七章 能带结构分析 同理可用 ω =
2π eB =2
dA ( E ) dE
7.7 考虑两个能带
E (k ) = ±
=2k 2Δ + Δ2 ∗ m
式中Δ为一常数。设所有取正号的正能态都是空的，所有取负号的负能态都是填满的。 （1）在 t=0 时刻加上一个电子于正能带上的 ( k0 , 0, 0 ) ，并施加一个电场 E = Ez k ′ ，求 t 时刻的电流 （2）当 t → ∞ 时，上述情况如何？ （3）在相同条件下，如果负能带出现一个空穴，求其电流。 解：参考陈金富 13.16 （1）正能带上只有一个电子，它对电流的贡献，根据《固体物理学》式 7-20
固体物理基础（邵起越）所有作业答案汇总
金刚石结构：OAO （0 0 0）A （a/4 a/4 a/4)2ra 43OA ==34.016334833==⋅=πa πrη3. 金刚石结构中，每个原子的四个最近邻正好对应一个正四面体的顶角位置。
求四面体角，即中心原子与四个最近邻原子连线的夹角。
OA B解：()()()()()o225.10931a43a 4316a AB AO AB AO cos 16aAB AO 4a- 4a 4a AB 4a- 4a - 4a -AO0 2a 2a B ,4a 4a 4a A ,0 0 0 O =-=⋅-=⋅⋅=-=⋅==θθ33. 证明：在NaCl 型离子晶体中晶面组（n 1 n 2 n 3）的衍射强度为：解： 晶胞内包括四个Na +离子和四个Cl -离子，原子位置：Na ✹f A ； Cl ✹f B其中f A ，f B 分别为正负离子的散射因子。
如何用此结果说明KCl 晶体中n 1、n 2、n 3均为奇数的衍射消失。
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-+∝其他情况为奇数当为偶数当 0n ,n ,n n ,n ,n 32123212321B A B A n n n f f f f I )21 0 0( ),0 21(0 0), 0 21( ),21 21 21( )210 21( ),21 21(0 0), 21 21( ),0 0 0( ::Cl Na -+∑++-=ii i i r z n y n x n i i G ef S )(2321π4. 讨论金刚石结构晶体的消光法则。
金刚石结构晶胞包含8个原子，分别处于：)43 43 41( ),43 4143( ),41 43 43( ),41 41 41( )210 21( ),21 21(0 0), 21 21( ),0 0 0( ∑++-=ii i i r z n y n x n i i G ef S )(2321π)33(2)33(2)33(2)n (2)()()(321321321321313221 n n n πi n n n πi n n n πi n n πi n n iπn n iπn n iπfefefefefefefef ++-++-++-++-+-+-+-+++++++=]1[]1[)()()()n (2)()()(313221321313221n n iπn n iπn n iπn n πi n n iπn n iπn n iπeeefee ee f +-+-+-++-+-+-+-+++++++=第三讲 固体的结合1. 石墨层中的C原子排布如图所示的六角网状结构。
固体物理习题解答-完整版
ρ
π / 6 ≈ 0.52
3π / 8 ≈ 0.68 2π / 6 ≈ 0.74 2π / 6 ≈ 0.74 3π /16 ≈ 0.34
1/ 2
3a / 4
2a / 4
a/2
2a 3
c ⎛3⎞ 1.2 证明理想的六角密堆积结构（hcp）的轴比 = ⎜ ⎟ 2 ⎝8⎠
ε A ，对六角晶系，绕 x 轴
（即 a 轴）旋转 180 度和绕 z 轴（即 c 轴）旋转 120 度都是对称操作，坐标变换矩阵分别为
⎛1 0 0⎞ ⎜ ⎟ Ax = ⎜ 0 − 1 0 ⎟ ⎜0 0 1⎟ ⎝ ⎠
⎛ −1/ 2 ⎜ Az = ⎜ − 3 / 2 ⎜ ⎜ 0 ⎝
3 / 2 0⎞ ⎟ −1/ 2 0⎟ ⎟ 0 1⎟ ⎠
6 a
3a / 2
6 a
2a
1.7
画体心立方和面心立方晶格结构的金属在 (100) ， (110) ， (111) 面上 解：
原子排列．
感谢大家对木虫和物理版的支持！
3
《固体物理》习题解答
体心立方
面心立方
1.9 指出立方晶格(111)面与(100)面，(111)面与(110)面的交线的晶向 解 (111)面与(100)面的交线的 AB－AB 平移， A 与 O 重合。B 点位矢 RB = −aj + ak （111） 与 （100） 面的交线的晶向 AB = − aj + ak —— 晶 向指数 ⎡011⎤
面指数越简单的晶面，其晶面的间距越大 晶面上格点的密度越大，这样的晶面越容易解理 1.7 写出体心立方和面心立方晶格结构中，最近邻和次近邻的原子数，若立方边长为a，写 出最近邻和次近邻原子间距 解 简立方 最近邻数 最近邻间距 次近邻数 次近邻间距 6 a 12 面心立方 12 体心立方 8
固体物理学答案详细版
原胞的体积 = c (a b) = 1 (3i
3j
3k ) (3i
3
j
)
=13.5*
-30
10
3
(m )
2
1.7 六方晶胞的基失为： a
3a
ai j ， b
2
2
3 ai
a j ，c
ck
2
2
求其倒格子基失，并画出此晶格的第一布里渊区
.
答：根据正格矢与倒格矢之间的关系，可得：
正格子的体积 Ω=a·（ b*c ） = 3 a2c 2
相应波矢：
4
,
5a
2 ,0, 2 , 4
5a
5a 5a
由于
4
qa
sin ，代入 ， m及 q 值
m
2
则得到五个频率依次为（以 rad/sec 为单位）
8.06
× 1013， 4.99 × 1013， 0，4.99 × 1013，8.06 × 1013
3.2 求证由 N 个相同原子组成的一维单原子晶格格波的频率分布函数可以表示为
1.3 二维布拉维点阵只有 5 种，试列举并画图表示之。 答：二维布拉维点阵只有五种类型：正方、矩形、六角、有心矩形和斜方。分别如图所示：
正方 a=b a^ b=90°
六方 a=b a^b=120°
矩形 a≠b a^b=90 °
带心矩形 a=b a^b=90 °
平行四边形 a≠ b a^ b≠ 90°
故d
[( h )2
( k )2
(
l
)2]
1 2
a1
a2
a3
1.9 用波长为 0.15405nm 的 X 射线投射到钽的粉末上，得到前面几条衍射谱线的布拉格角
固体物理课后习题答案
固体物理课后习题答案固体物理课后习题答案固体物理是物理学中的一个重要分支，研究物质的结构和性质。
它涉及到晶体学、电子结构、磁性、声学等多个方面。
在学习固体物理的过程中，课后习题是巩固知识、提高能力的重要途径。
下面是一些固体物理课后习题的答案，供大家参考。
1. 问题：什么是晶体？晶体的特点是什么？答案：晶体是由周期性排列的原子、离子或分子组成的固体。
晶体的特点包括：- 长程有序性：晶体的原子、离子或分子按照一定的规则排列，形成周期性的结构。
- 均匀性：晶体的结构在宏观和微观尺度上都是均匀的。
- 可预测性：晶体的结构可以通过晶体学方法进行研究和预测。
- 具有特定的物理性质：晶体的结构和周期性排列导致了其特定的物理性质，如光学性质、电学性质等。
2. 问题：什么是晶体的晶格常数？答案：晶体的晶格常数是指晶体中原子、离子或分子排列的周期性重复单位的尺寸。
晶格常数可以用来描述晶体的结构和性质。
在晶体学中，晶格常数通常用晶格常数矢量a、b、c表示，它们分别表示晶格沿着三个坐标轴的长度。
3. 问题：什么是布拉维格子？答案：布拉维格子是指晶体中的离散的点阵结构，用来描述晶体的对称性。
布拉维格子的点阵可以通过晶体的晶格常数和晶体的对称操作得到。
布拉维格子的对称性决定了晶体的物理性质，如晶体的能带结构和声子谱。
4. 问题：什么是声子？声子与固体的性质有什么关系？答案：声子是固体中的一种元激发，它代表了晶格振动的量子。
声子的能量和动量由固体的结构和性质决定。
声子的存在对固体的性质有重要影响，如导热性、电导性等。
声子的研究可以揭示固体的热力学和动力学性质。
5. 问题：什么是费米面？费米面与固体的导电性有什么关系？答案：费米面是描述固体中电子分布的一个表面，它代表了能量最高的占据态和能量最低的未占据态之间的边界。
费米面的形状和位置由固体的电子结构决定。
费米面的性质与固体的导电性密切相关。
在导电体中，费米面与导电性能直接相关，如费米面的形状和移动可以解释固体的电导率和磁性等性质。
固体物理基础 课后答案 西安电子科技大学出版社(曹全喜 雷天明 黄云霞 李桂芳 著) 第一二三四五章
0
，所以
S2 hkl
0；
2、当
h、k、l
为全奇数时，
S
2 hkl
2F
2 f
2 (4 f )2
32 f2 ；
3、当 h、k、l 全为偶数，且 h k l 4n （n 为任意整数）时，
S2 h.k .l
2Ff2 (11)
4 16 f2
64 f2
当 h、k、l 全为偶数，但 h k l 4n ，则 h k l 22n 1时，
第四条 由于本学期只教习了前 5 章，因此本解答仅包含 前 5 章内容，完整版将于寒假后奉上；
第五条 本习题解答由“苏大师”整理/解答/编排而成； 第六条 纰漏难免，欢迎指正； 第七条 不加水印 方便打印 版权所有 网传必究！
第1章 晶体结构 习题
1ǃ画出下列晶体的惯用原胞 和布拉菲格子，指明各晶体的结构以及惯用原胞、初基原 胞中的原子个数和 配位数。
Ff
i hkl
i hk l
Ff e 2
Ff 1 e 2
因为衍射强度
I
S
2 hkl
，
S2 hkl
F
2 f
1
ei
2
(
h
k
l
)
·1
e
i
2
(hk
l
)
F
2 f
2
i hkl
e2
i hk l
e2
用尤拉公式整理后：
S
2 hkl
2F
2 f
1
cos 2
(h
k
l)
讨论：1、当 h、k、l 为奇异性数（奇偶混杂）时， Ff
闪锌矿
fcc
《固体物理学》概念和习题 答案
固体物理学概念和习题答案固体物理学是物理学中的一个分支，主要研究固态物质的性质和行为。
固态物质是由原子和分子组成的，因此它具有一些特殊的性质。
本文将介绍一些固态物理学的概念和习题答案。
固态物质的结构固态物质的结构对其性质和行为有很大的影响。
在固体物理学中，人们通常将固态物质分为晶体和非晶体两类。
晶体晶体是由具有宏观周期性排列的原子或分子组成的固体物质。
晶体的周期性结构可以看作是由几何图形不断重复而成。
晶体中的原子或分子排列方式可以用晶体结构进行描述。
常见的晶体结构包括立方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系、四方晶系和六方晶系。
非晶体非晶体是没有宏观周期性的固体物质，其原子或分子的排列具有无序性。
非晶体的结构一般用玻璃结构来进行描述。
固态物质的性质固态物质具有多种多样的性质。
在这里，我们介绍几种常见的性质。
热导率热导率是指在单位时间内，单位温度梯度下传热量的比率。
固态物质的热导率往往与其结构有关，例如晶体中的结构与热导率之间存在一定的相互关系。
电导率电导率是指在单位电场下，单位长度内电流的比率。
固态物质的导电性往往与其晶体结构有关，不同晶体结构的物质具有截然不同的导电性。
声波速度声波速度是指声波在介质中传播的速度。
固态物质的声波速度往往与其密度、弹性模量和波长等因素有关。
光学性质固态物质的光学性质很常见，包括折射率、吸收系数、透过率和反射率等。
这些光学性质往往与物质的电子结构和晶体结构有关。
固态物理学习题答案下面是一些固态物理学的习题答案。
习题1某个晶体中，某个方向上的原子排列方式为ABABAB…，另一个方向上的原子排列方式为ABCABCABC…，请确定该晶体的晶体结构。
答案：该晶体为六方晶系。
习题2一种固态物质的密度为2.5 g/cm3，它的弹性模量为4.0×1010 N/m2。
请计算该物质的声波速度。
答案：物质的声波速度为3.0×103 m/s。
习题3一种固态物质的热导率为0.1 W/m·K，其密度为2700 kg/m3。
无机化学第四版第七章思考题与习题答案
BaCl2 Ba2+、Cl-离子 离子键 离子晶体 较高
5. 解：(1)极化力： Na+、Al3+、Si4+，变形性：Si4+、Al3、Na+；
4. (1)MgO可作为耐火材料；为离子晶体，熔点高。
(2)金属Al,Fe都能压成片、抽成丝，而石灰石则不能；因为金属Al,Fe为金属晶体。而石灰石为离子晶体。
(3)在卤化银中，AgF可溶于水，其余卤化银则难溶于水，且从AgCl到AgI溶解度减小；AgF、AgCl、AgBr、AgI随着阴离子半径的增大，阴离子的变形性增大，离子间的极化不断增强，由离子键逐步过渡到共价键。所以溶解度逐步减小。
6. Cu+和Ag+均属18电子构型，尽管Cu+的极化力大于Ag+的，但是Ag+的变形性大于Cu+的，导致Ag2S的附加极化作用加大，键的共价成分增大、溶解度减小。
习 题
1.解：(1)KBr的熔点最低，MgO最高（离子晶体比较晶格能，MgO的电荷数为2，U最高，KBr的半径最大，U最小）；(2) N2的熔点最低，Si最高（Si是原子晶体，N2和NH3是分子晶体，且N2的分子间力小于NH3）。
2. 离子 电子分布式 离子电子构型
Fe3+ 1s22s22p63s23p63d5 9~17
Ag+ 1s22s22p63s23p63d104s24p64d10 18
Ca2+ 1s22s22p63s23p6 8
Li+ 1s2 2
（4）X与Cl形成XCl4化合物，X发生等性的SP3杂化，XCl4呈四面体，其分子的偶极矩等于零。
天津大学无机化学教研室《无机化学》(第4版)章节题库(固体的结构与性质)【圣才出品】
第7章 固体的结构与性质一、选择题1．在NaCl晶体中，Na＋的配位数是（）。
A．2B．4C．6D．8【答案】C2．某晶体的晶胞参数满足关系a＝b＝c，α＝β＝γ，则下列判断中正确的是（）。
A．一定属于立方晶系B．一定属于三方晶系C．一定属于六方晶系D．属于立方晶系或三方晶系【答案】D【解析】晶胞参数与晶系的关系见表7-1：表7-13．下列金属晶体中，不属于密堆积的是（）。
A．金刚石型B．立方面心C．立方体心D．六方【答案】A【解析】金刚石型金属配位数为4，堆积的空间利用率最低（34.01％）；立方面心和六方晶系金属配位数为12，空间利用率高（74.05％）；立方体心金属配位数为8，空间利用率居中（68.02％）；除金刚石堆积方式外，其他三种余属晶体均属密堆积。
二、填空题1．给出晶体中离子的配位数比：NaCl ，立方ZnS ，CsCl 。
【答案】6:6；4:4；8:82．Ag＋半径为128pm，I－半径为220pm，按半径比规则，AgI具有型结构，离子的配位数应为，实际上AgI晶体中配位数为，这是由于造成的。
【答案】NaCl；6；4；离子相互极化【解析】离子半径比规则只能应用于离子型晶体，而不适用于共价化合物。
如果正负离子之间有强烈的相互极化作用，晶体类型就会偏离AB型离子晶体类型的一般规则。
例如，本题AgI按离子半径比计算r＋/r－＝0.58，介于0.414～0.732，应属于NaCl型晶体，而实际上是ZnS型晶体，这是正负离子相互极化的缘故。
3．给出金属晶体的晶胞中原子数：六方密堆积，立方面心密堆积，立方体心密堆积，金刚石型堆积。
【答案】2；4；2；8三、简答题判断下列化合物熔点高低顺序并说明理由。
MgO，BaO，BN，ZnCl2。
答：BN＞MgO＞BaO＞ZnCl2。
BN层内为原子晶体，熔点最高；MgO、BaO和ZnCl2为离子晶体，其熔沸点高低与离子键强度有关。
ZnCl2：＋2价离子与－1价离子的引力小，熔点最低；MgO与BaO：离子半径Mg2＋＜Ba2＋，离子键强度MgO＞BaO，故熔点MgO＞BaO。
第七章 晶体的点阵结构和晶体的性质习题
第七章晶体的点阵结构与晶体的性质习题一、填空题1．从CsCl晶体中能抽出________点阵，结构基元是________，所属晶系的特征对称元素是________。
2．属于立方晶系的点阵类型有________________，属于四方晶系的点阵类型有___________。
3．晶体宏观外形中的对称元素可有________，________，________，______四种类型；晶体微观结构中的对称元素可有________，________，________，________，________，________，______七种类型；晶体中对称轴的轴次(n)受晶体点阵结构的制约，仅限于n=_________；晶体宏观外形中的对称元素进行一切可能的组合，可得________个晶体学点群；分属于________个晶系，这些晶系总共有________种空间点阵型式，晶体微观结构中的对称元素组合可得________个空间群。
4．晶体中可能存在的全部宏观对称元素是：。
5．晶体的宏观对称操作集合构成____________个晶体学点群；晶体的微观对称操作集合构成____________个空间群。
6．没有四方F和四方C，因为四方F可以化为___________，四方C可以化为_________。
7．(312)晶面在a，b，c轴上的截距分别为______，______，______。
8．金属钠具有立方体心点阵结构，其(110)晶面间距为303pm，其(111)晶面间距则为________。
9．从某晶体中找到C3，3C2，σh，3σd等对称元素，该晶体属________晶系是_____点群。
10．晶体按对称性分，共有______________个晶系。
11．晶体的空间点阵型式共有____________种。
12．晶体的点对称性共有___________种点群。
13．晶体的衍射方向可用以测定晶体的______________数据。
9.1《固体》答案
第１节固体目标导航1．初步掌握晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别。
2．能区分单晶体和多晶体。
3．掌握晶体的微观结构。
4．培养观察能力，体会物质的微观结构对其宏观性质的影响。
诱思导学1．固体的分类自然界中的固态物质可以分为两种：晶体和非晶体。
（1）晶体：像石英、云母、明矾等具有确定的几何形状的固体叫晶体。
常见的晶体还有：食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、石膏晶体、方解石等。
晶体又分为单晶体和多晶体：单晶体：整个物体就是一个晶体的叫做单晶体，如雪花、食盐小颗粒、单晶硅等。
多晶体：如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体就叫做多晶体，如大块的食盐、粘在一起的蔗糖、各种金属材料等。
（2）非晶体：像玻璃、蜂蜡、松香等没有确定的几何形状的固体叫非晶体。
常见的非晶体还有：沥青、橡胶等。
2．晶体和非晶体的比较晶体非晶体外形特征具有规则的几何形状没有规则的几何形状物理性质（1）各向异性（2）具有一定的熔点（1）各向同性（2）没有一定的熔点3单晶体多晶体外形特征具有规则的几何形状没有规则的几何形状物理性质（1）各向异性（2）具有一定的熔点（1）表现为各向同性（2）具有一定的熔点4晶体的形状和物理性质与非晶体不同是因为在各种晶体中，原子（或分子、离子）都是按照各自的规则排列的，具有空间上的周期性。
典例探究例1 如何区分多晶体和非晶体？解析：由于多晶体和非晶体都没有规则的几何形状，而且都表现为各向同性，所以判断多晶体与非晶体通常用有没有一定的熔点来区分。
答案：有确定熔点的是多晶体，无确定熔点的是非晶体。
友情提示：由于多晶体是有许多单晶体杂乱无章的构成的，所以多晶体在几何形状和物理性质与方向的关系上与非晶体相似，但多晶体仍然具有确定的熔点。
例2 同一种化学成分的物质，为什么有时会表现出不同的物理性质？解析：同一种物质中的微粒按不同的方式排列时，就会生成不同的晶体，从而表现出不同的物理性质。
如碳，按一种方式排列可以生成金刚石，而按另一种方式排列时会生成石墨，金刚石与石墨的物理性质有很大的不同；同一种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，从而表现出不同的物理性质。
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第7章固体的结构与性质习题参考答案
1．解：熔点高低、硬度大小的次序为：TiC> ScN> MgO> NaF。
2．解：（1）熔点由低到高的次序：KBr<KCl<NaCl<MgO。
（2）熔点由低到高的次序：N2<NH3<Si。
3．解：离子电子分布式离子电子构型
Fe3+ 1s22s22p63s23p63d59～17
Ag+1s22s22p63s23p63d104s24p64d1018
Ca2+ 1s22s22p63s23p68
Li+ 1s2 2
S2-1s22s22p63s23p68
Pb2+[Xe]4f145d106s2 18+2
Pb4+[Xe]4f145d1018
Bi3+[Xe]4f145d106s218+2
4．解：B为原子晶体，LiCl为离子晶体，BCl3为分子晶体。
5．解：（1）O2、H2S为分子晶体，KCl为离子晶体，Si为原子晶体，Pt为金属晶体。
（2）AlN为共价键，Al为金属键，HF(s)为氢键和分子间力，K2S为离子键。
6．解：
7．解：
3θm
f Al(s)+ F (g)AlF (s)H ∆−−−
→ D (F －F) -U
A 1
3+3e 3F(g)3F (g)E -
-
−−−→
m sub H ∆ +
Al(g) Al 3+(g)
U ＝
m sub H ∆+ D (F －F)+31
A E + I - m f H ∆
＝ [326.4+3
2
×156.9+3×（-322）+5139.1-（-1510）]kJ · mol -1 ＝ 6245 kJ · mol -1
8．解：
K(s)
+
1
2
I 2(s)
KI(s)
sub m H ∆ (K) s u b m
H ∆
(I 2) 12I 2(g) -U 12
θ(I-I)D
I(g) +e - I -(g) 1
A E +
-e -
K(g) I 1 K +(g)
m f H ∆= m sub H ∆(K)+ 12
m sub H ∆(I 2)+ 12
θ(I-I)D +1A E + I 1 -U
=[90+ 12⨯62.4+12
⨯152.549+(-295)+418.9-649] kJ · mol -1
=-328 kJ · mol -1 9．解：（1）极化力：Na +，
，Al 3+，Si 4+；变形性：Si 4+，Al 3+，Na +。
（2）极化力：I -，Sn 2+，Ge 2+；变形性：Ge 2+，Sn 2+，I -。
10．解：极化作用：SiCl 4> AlCl 3> MgCl 2> NaCl 。
f m
H ∆
11．解：（1）阴离子相同。
阳离子均为18电子构型，极化力、变形性均较大，但Zn2+、Cd2+、Hg2+依次半径增大，变形性增大，故ZnS、CdS、HgS依次附加离子极化作用增加，键的共价程度增大，化合物的溶解度减小。
（2）阳离子相同，但F-、Cl-、I-依次半径增大，变形性增大。
故PbF2、PbCl2、PbI2极化作用依次增大，键的共价程度增大，化合物的溶解度减小。
（3）阴离子相同，但Ca2+、Fe2+、Zn2+电子构型分别为8、9～17、18，变形性依次增大，键的共价程度增大，化合物的溶解度减小。