无机材料科学基础---第二章晶体结构

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1、第2章结晶结构一、名词解释1．晶体：晶体是内部质点在三维空间内周期性重复排列，具有格子构造的固体2．空间点阵与晶胞：空间点阵是几何点在三维空间内周期性的重复排列晶胞：反应晶体周期性和对称性的最小单元3．配位数与配位多面体：化合物中中心原子周围的配位原子个数成配位关系的原子或离子连线所构成的几何多面体4．离子极化：在离子化合物中，正、负离子的电子云分布在对方离子的电场作用下，发生变形的现象5．同质多晶与类质同晶：同一物质在不同的热力学条件下具有不同的晶体结构化学成分相类似物质的在相同的热力学条件下具有相同的晶体结构6

2、．正尖晶石与反尖晶石：正尖晶石是指2价阳离子全部填充于四面体空隙中，3价阳离子全部填充于八面体空隙中。反尖晶石是指2价阳离子全部填充于八面体空隙中，3价阳离子一半填充于八面体空隙中，一半填充于四面体空隙。二、填空与选择1．晶体的基本性质有五种：对称性，异相性，均一性，自限性和稳定性（最小内能性）。2．空间点阵是由C在空间作有规律的重复排列。（A原子B离子C几何点D分子）3．在等大球体的最紧密堆积中有面心立方密堆积和六方密堆积二种排列方式，前者的堆积方式是以（111）面进行堆积，后者的堆积方式是以（001）面进行堆积

3、。4．如晶体按立方紧密堆积，单位晶胞中原子的个数为4，八面体空隙数为4，四面体空隙数为8；如按六方紧密堆积，单位晶胞中原子的个数为6，八面体空隙数为6，四面体空隙数为12；如按体心立方近似密堆积，单位晶胞中原子的个数为2，八面体空隙数为12，四面体空隙数为6。5．等径球体最紧密堆积的空隙有两种：四面体空隙和八面体空隙。一个球的周围有8个四面体空隙、6个八面体空隙；n个等径球体做最紧密堆积时可形成2n个四面体空隙、n个八面体空隙。不等径球体进行堆积时，大球做最紧密堆积或近似密堆积，小球填充于空隙中。66．在离子晶体中

4、，配置于正离子周围的负离子数（即负离子配位数），决定于正、负离子半径比（r＋/r－）。若某离子化合物的r＋/r－值为0.564，其负离子配位数应是C。（A3B4C6D8）7．结构类型[SiO4]共用O2-数形状络阴离子Si:O实例岛状组群状链状层状架状012222334正四面体双四面体三节环四节环六节环单链双链平面层骨架结构[SiO4]2-[Si2O7]6-[Si3O9]2-[Si4O12]8-[Si6O18]12-[Si2O6]4-[Si4O11]6-[Si4O10]4-[SiO2][AlSi3O8]-[AlSi

5、O4]-1：42：71：31：31：31：34：114：101：2镁橄榄石硅钙石绿宝石透辉石透闪石高岭土石英8．在硅酸盐结构分类中，下列矿物Ca[Al2Si2O8]；CaMg[Si2O6]；β-Ca2SiO4和Mg3[Si4O10](OH)2，分别属于架状；链状；岛状；和层状四类。9．在负离子作立方密堆的晶体中，为获得稳定的晶体结构，正离子将所有八面体空隙位置填满的晶体有NaCl，所有四面体空隙均填满的晶体有Na2O，填满一半八面体空隙的晶体有TiO2，填满一半四面体空隙的晶体有ZnS。10．在尖晶石（MgAl2O

6、4）型晶体中，O2－作面心立方最紧密堆积，Mg2＋填入了A；金红石晶体中，所有O2－作稍有变形的六方密堆，Ti4＋填充了D。（A全部四面体空隙；B全部八面体空隙；C四面体空隙的半数；D八面体空隙的半数；E四面体空隙的八分之一；F八面体空隙的八分之一）11．构成层状硅酸盐的[Si2O5]片中的Si4＋，通常被一定数量的Al3＋所取代，为满足鲍林第二规则（静电价规则），在层状结构中结合有（OH）－离子和各种二价正离子或三价正离子。这种以Al3＋取代Si4＋的现象，称为D。（A同质多晶（同质多象）；B类质同晶；C有序－无

7、序转化；D同晶置换（同晶取代））12．高岭石与蒙脱石属于层状硅酸盐结构，前者的结构特征是C，后者的结构特征是D。（A二层型三八面体结构；B三层型三八面体结构；C二层型二八面体结构；D三层型二八面体结构）滑石Mg3[Si4O10](OH)2(OH)2≤4（三层三八）（SiO）Mg（SiO）-（SiO）Mg（SiO）分子间力高岭石Al4[Si4O10](OH)8(OH)2＞4（二层二八）（SiO）Al-（SiO）Al氢键6白云母KAl2[AlSi3O10](OH)2(OH)2≤4（三层二八）（SiO）Al（SiO）-M

8、g-（SiO）Al（SiO）K-O键蒙脱石Al2[Si4O10](OH)8n（H20）(OH)2≤4（三层二八）（SiO）Al（SiO）-（SiO）Al（SiO）分子间力13．在石英的相变中，属于重建型相变的是AC，属于位移式相变的是BD。（Aα-石英→α-鳞石英；Bα-石英→β-石英；Cα-鳞石英→α-方石英；Dα方石英→β-方石英）PCIF三斜√单斜√√