材料化学第一章,第二章作业

绪论

1.什么是材料化学？其主要特点是什么？

答：材料化学是关于材料的结构，性能，制备和应用的化学；其主要特点是跨学科性和实践性。

2.不同时代的标志是什么？

答：旧时代是打造石器为标志，新石器时期标志为陶器和农业的出现。青铜时代的标志是青铜器的出现。铁器时代的标志是冶铁和铸造铁器。

3.材料与试剂的主要区别是什么？

答：试剂在使用过程中通常被消耗并转化成别的物质，而材料则一般可重复，

持续使用，除了正常消耗，它不会不可逆的转变成别的物质。

4.材料按其组成和结构可以分为哪几类？

答：金属材料，无机非金属材料，聚合物材料和复合材料。

5、简述材料化学的主要研究内容结构：组成原子、分子在不同层次上彼此结合的形式、状态和空间分布性能：材料固有的化学、物理及力学方面的性能制备：将原子、分子聚合起来并最终转变为有用产品的一系列连续的过程应用

第二章

1.原子的结合键有几种各自的特点有什么?

答：A 离子键： 键本身特点是：无饱和性、无方向性、高配位数。化学键的键强：最强。 形成晶体的特点：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。

B 共价键 键本身特点是：有饱和性、有方向性、低配位数。化学键的键强：强

。形成晶体的特点：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。

C 金属键 键本身特点是：电子共有化，可以自由流动；无饱和性、无方向性、配位数高。化学键的键强：较强。形成晶体的特点：塑性较好、有光泽、良好的导热、导电性。

D 范德华键

键本身特点是：无饱和性、无方向性。化学键的键强：最弱。 E 氢键 有饱和性、有方向性 。化学键的键强：弱。 2，计算面心体心及六方的原子半径和点阵结构之间的关系，并写出它们的堆积系数。

答：（1）体心立方

单位晶胞原子数 n = 2

R a a R 3434=⇒=68.0)

3/4()3/4(2)3/4(23333bcc ==R R a R ππξ＝

（2）（1）

（3）

（2）六方密堆

n = 6

（3）面心立方

n = 4

3.固溶体与溶液有何异同？固溶体有机种类型？

答：相同点：都有两种或两种以上的组分组成；都可以形成分散均匀、稳定的单一相，都存在溶解度 不同点：状态不同，溶液为液态，固溶体为固态；结构不同，固溶体的溶质结构和溶剂相似，溶液只有在稀溶液时才相同；性质不同，固溶体的性质与溶剂有关，但溶液只有在稀溶液时才相同。

分类：（1）溶质原子在点阵中的位置分为置换型和间隙性固溶体。（2）固溶度分为无线固溶体（连续性固溶体）和有限性固溶体（非连续性）。（3）各組元原子分布的规律分为无序固溶体和有序固溶体。

4.试述影响置换型固溶体的固溶度的因素 （1）原子或离子尺寸的影响当 时，溶质与溶剂之间可以形成连续固溶体； 当 时，溶质与溶剂之间只能形成有限型固溶体； 当 时，溶质与溶剂之间很难形成固溶体或不能形成固溶体，而容易形成中间相或化合物。

（2）电价因素

一般来说，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，才可能满足电中性的要求，生成连续固溶体。

（3）离子类型和键性

化学键性质相近，即取代前后离子周围离子间键性相近，容易形成固溶体。

（4）晶体结构类型的影响

溶质与溶剂晶体结构类型相同，能形成连续固溶体。

R a a c 238==74.0)3(3812)3/4(6)2321(6)3/4(633hcp =⋅=⋅R R R R a a c R ππξ＝R a a R 2

424=⇒=74.0)2/4()3/4(4)3/4(43333fcc ==R R a R ππξ＝15.0121<-=∆r r r r %30~%15121=-=∆r r r r %

301

21>-=∆r r r r

5.说明下列符号的意义

VNa Na 脱离开原来的位置，形成的空位

Na+脱离开原来的位置，形成的空位，有效电荷为-1

Cl-脱离开原来的位置，形成的空位，有效电荷为+1 Ca ·K Ca2+ 取代K+而进入K+的位置，有效电荷为+1 CaCa Ca 取代Ca 而进入占据Ca 的位置 Ca2+进入间隙位置，有效电荷为+2

5写出CaCl2溶解在KCl 中的各种可能的缺陷反应式

Ca2+取代K+，Cl-进入Cl-晶格位置：

Ca2+取代K+，Cl-进入间隙位置：

Ca2+进入间隙位置，Cl-占据晶格位置：

6试求下图中所示方向的密勒指数（晶向指数）

A ：

B:

C

D

E

'Na V Cl V ∙Ca i

∙∙Cl 'K K KCl 22Cl V Ca CaCl ++−→−∙'i Cl K KCl 2Cl Cl Ca CaCl ++−−→−∙Cl 'K i KCl 22Cl 2V Ca CaCl ++−→−∙∙0,1,11,0,11,1,0[110]-=-⇒0,1,01,0,11,1,1[111]-=--⇒11111,0,,1,0,1,[121]2222-=-⇒110,1,1,0,01,1,[221]22-=-⇒110,0,0,0,1,0,1[102]22

-=--⇒

F

G

H 0,1，0-0,1,1=[0.，0，-1]

7.试求下图中所示面的密勒指数（晶面指数）

（图1）

A 面：朝x 方向平移一晶格参数，则x ＝1，y ＝∞，z ＝ ∞ 故为（1,0,0）

B 面： x ＝1，y ＝-1，z ＝ 1/2 故为（1,1,1/2），即（1,1,2）

C 面： x ＝1，y ＝1，z ＝ -3/4 故为（1,1,-3/4），即（1,1,-4/3） 即（3,3,4）

()9）9）9）9（）9(图2) 2110,1,1,0,1,1,[331]333-=-⇒1211,,00,,11,,1[616]236

-=--⇒