无机非金属材料习题

第1章固体结构

1．何谓晶体？晶体与非晶体有何区别？

2．已知MgO晶体中Mg2+和O2-在三维空间有规律地相间排列，其晶体结构相当于两套面心立方点阵互相套叠在一起，晶

胞常数a=b=c=4.20，α=β=γ=90℃,请回答:

①画出MgO晶体二维和三维空间的晶体结构图.

②从①的图形中抽象出MgO晶体的空间点阵图形.

③从②中划分出单位空间格子,计算其结点数.

④画出晶胞结构图,指出晶胞中的分子数.

3．何谓元素电负性，有何意义？在元素周期表中分布规律如何？

4．何谓晶格能，用途？试计算MgO晶格能。

已知：MgO属NaCl型结构，立方面心点阵

N0=6.023×1023，e=4.8×10-10静电单位，r

=0.132nm,r=0.078nm，A=1.7476

5．画出MgO晶体（立方面心点阵）在（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面上的结点和离子排布图.

6．立方晶系中①画出下列晶面：（0 0 1）、（1 0）、（1 1 1）

②在①所画晶面上分别标出下列晶向：[2 1 0]、[1 1 1]、

[1 0 ].

7．在立方晶系中给出（1 1 1）面和（1 1 ）面交棱的晶棱符号.

8．找出正交晶系（斜方）（P点阵）宏观对称型.

9．何谓布拉维点阵？举例论证为什么仅有14种？14种布拉维点阵分属的七个晶系名称？点阵常数特点？14种布拉维点阵分为几个类型？结点数计算？

10．表示晶体的宏观对称性，其特点？如何表示晶体的微观对称性，其特点？

11．划分单位平行六面体应遵循那些原则？何谓晶格常数？12．何谓晶胞、原胞、单位空间格子？

13．试举例说明：晶体结构与空间点阵？晶胞与单位空间格子的关系？

14．什么叫离子半径？有何实用意义？什么叫离子极化？极化对晶体结构有什么影响？

15．解释原子，离子配位数. 根据半径比关系，说明下列离子与O2-配位时的配位数及配位多面体的类型.

r=0.132nm,r=0.039nm，r=0.057nm， r

=0.078nm，r=0.110nm.

16．鲍林规则有几条？其要点是什么？应用鲍林规则有何局限性？

17．试用鲍林规则分析MgO晶体结构.（r=0.078nm，r

=0.132nm）

18．运用鲍林规则来解释在氧离子立方密堆体中，对于获得稳定结构各需要何种电价的离子，其中：

①所有八面体间隙位置均填满.

②所有四面体间隙位置均填满.

③填满一半八面体间隙位置.

④填满一半四面体间隙位置.

19．已知：r=0.078nm，Mg的原子量为24.30，r=0.132nm 计算：①MgO的点阵常数；②MgO的密度.

20．画出闪锌矿、萤石晶胞结构在（0 0 1）面上的投影图. 21．金红石的晶胞为什么不属于四方体心格子而是四方原始格子呢？而萤石的结构为什么不是立方原始格子而是立方面心格子？

22．比较ThO2、TiO2、MgO结构中间隙的大小.

23．简单说明下列名词的含义：反萤石结构，反尖晶石结构. 24．指出下列化合物的结构类型，并改写成化学式：

γ-Ca2[SiO4]、Ca2Al[AlSiO7]、 CaMg[Si2O6]、Mg3[Si4O10](OH)2、K[AlSi3O8].

25．高岭石、叶腊石和云母具有相似的结构，画出它们的结构草图，说明它们结构的区别及由此而引起的性质上的差异.

26．下列物质的结构式，化学组成式写成相应的化学组成式和结构式：

① Al2O3·2SiO2·2H2O; ②2CaO·5MgO·8SiO2·H2O;

③CaMg[Si206]; ④Na[AlSi3O8]

27．说明高岭石、叶腊石和白云母结构区别及由此引起的性质上差异.

28．在层状硅酸盐结构中，八面体层中的Al3+可以取代四面体层中的Si4+、而四面体层中的Si4+从来不会置换八面体层中的Al3+为什么？

已知：r=0.132nm,r=0.039nm，r=0.057nm.

29．堇青石2MgO ·2Al 2O 3·5SiO 2具有与绿柱石Be 3Al 2[Si 6O 8]

类型结构，写出它的结构式，并指出它是由绿柱石进行怎样的离子置换而得来的？

30．α—方石英属立方晶系，面心立方点阵，a=7.05

，请

a) 画出晶胞在（0 0 1）面上的投影图，注明各离子相对标高。

b) 计算其密度。

第2章 晶体缺陷

1． 什么是晶体缺陷，缺陷分为几类？

2． 试比较弗伦克尔和肖特基缺陷的特点？

3． 写出下列缺陷反应方程：

.

4．MgO 和Li2O 均以氧的立方密堆为基础，而且阳离子都在这种排列的间隙中，但在MgO 晶体中主要的点缺陷是肖特基型，而在Li2O 中是弗仑克耳型，试解释之.

2322

23Al O ZrO TiO Y O −−−→−−−→23232222232322333623236Al O i Al O Al O Al O Al ZrO Zr O O ZrO Zr O i

TiO Ti O O TiO Ti O V Y O Y O V Y O Y O Y ''−−−→++'''−−−→++'−−−→++'−−−→+

+

5．刃型位错和螺型位错的特点是什么？.

6．在MgO-FeO、MgO -Al2O3中哪一对形成有限固溶体，哪一对形成连续固溶体，为什么？已知：r =0.53 ， r =0.72 ，r =0.69 .

7．何谓固溶体？有几种类型？

8．在MgO-FeO、MgO-CaO、CaO-BeO中能否形成固溶体？形成哪种？为什么？