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

2、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

3、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

4、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。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

5、.在元素周期表中占据同一位置，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=19.1s22s22p63s23p6

6、3d104s24p2;第四周期；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

7、塑性：具有线性和支化高分子链结构，加热后会变软，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?(

8、1-12),(0-12),(-113),   (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