材料科学基础习题

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1、※<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

2、，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

3、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

4、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。答案：1.主量子数n、轨道角动量量子数li、磁量子数mi和自旋角动量量子数Si。2.能量最低原理、Pauli不相容原理，Hund规则。3.同一周期元素具有相同原子核外电子层数，但从左→右，核电荷依次增多，原子半径逐渐减小，电离能增加，失电子能力降低，得电子能力增加，金属性减弱，非金属性增强；同一主族元素核外电子数相同，但从上→下，电子层数增多，原子半径增大，电离能降低，失电子能力增加，得电子能力降低，金属性增加，非金属性降低；4.在元素周期表中占据同一

5、位置，尽管它们的质量不同，然它们的化学性质相同的物质称为同位素。由于各同位素的含中子量不同（质子数相同），故具有不同含量同位素的元素总的相对原子质量不为正整数。5.52.0576.73%(Cu63);27%(Cu65)7.1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2;锡的价电子数为4。8.1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d96s1;2+8+18+32+17=77;78-77=19.1s22s22p63s23p63d104s24p2;第四周期

6、；ⅣA族；亚金属Ge10.S的最外层电子为3s23p4，与H结合成H2S时，接受个2电子,因S外层有个6价电子，故为6价;与O结合成SO2时，此时S供给4个电子，故为4价。11.   a)Al2O3的相对分子质量为M=26.98×2+16×3=101.961mm3中所含原子数为1.12*1020（个）b)1g中所含原子数为2.95*1022（个）12.由于HF分子间结合力是氢键，而HCl分子间结合力是范德化力，氢键的键能高于范德化力的键能，故此HF的沸点要比HCl的高。13.热塑性：具有线性和支化高分子链结构，加

7、热后会变软，可反复加工再成型；   热固性：具有体型（立体网状）高分子链结构，不溶于任何溶剂，也不能熔融，一旦定型后不能再改变之形状，无法再生。14.29.0%5※<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。3.由标准的（001）极射赤面投影图指出在立方晶体中属于[110]晶带轴的晶带，在下列晶面中那些属于[110]晶带?(1-12),(0-12),(-113), 

8、  (1-32),(-221)。4.      Ni的晶体结构为面心立方结构，其原子半径为r=0.1243nm，试求Ni的晶格常数和密度。5.       Mo的晶体结构为体心立方结构，其晶格常数a=0.3147nm，试求Mo的原子半径r。6.       Cr的晶格常数a=0.2884nm，密度为ρ=7.19g/cm3，试确定此时Cr的晶体结构。7.       In具