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1、第七章晶体结构的点阵理论基础训练1、写出晶体中可能独立存在的对称元素。解:晶体存在宏观对称性和微观对称性。对于宏观对称性存在以下对称元素:对于微观对称性存在以下对称元素:除包含宏观的8种对称元素外,还有平移轴、螺旋轴和滑移面。2、按等径圆球密堆积方式,计算型密堆积晶体的空间利用率(晶胞中球体积与晶胞体积之比)。解:图9-5(a)是型最密堆积和截取的立方晶胞。将其中的一个面及其所联系的5个球另画出,如图9-5(b)。由图可见,等径圆球相互接触的位置是在立方晶胞的面的对角线的方向上。设圆的半径为r,则面对角线为4r;立方晶胞的边长(即其中
2、每个正方形面的边长)为a。由勾股定理知晶胞体积晶胞的球数为4(定点各,面心各),则总的球体积为于是,空间占有率为3、将下列晶体分为离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体。(a);(b);(C);(d);(e);(f);(g)解:金属晶体,;离子晶体,;共价晶体;分子晶体,。4、铁在是晶体为体心立方体晶胞一个顶点的原子为原点,其坐标为(0,0,0),体心位置原子的分数坐标为,求此两点为最近距离。==247.8(pm)5、写出与晶轴相截于(2a,3b,c),(6a,3b,3c),(2a,-2b,-3c)的各晶面的Miller指数。解:(a
3、)(326)(b)(122)(c)(3)6、求(a)简单立方晶胞;(b)体心立方晶胞;(c)面心立方晶胞;(d)金刚石的面心立方晶胞中含有多少个原子?解:(a)简单立方晶胞,8个顶点各有一个原子,所以只含有一个原子。(b)体心立方晶胞,8个顶点各有一个原子,晶胞中含有一个原子,所以,含有两个原子。(c)面心立方晶胞,8个顶点各有一个原子,六个面心各有一个原子,所以,含有4个原子。(d)金刚石的面心立方晶胞,8个顶点各有一个原子,六个面心各有一个原子,晶胞中含有4个原子,所以,含有8个原子。7、什么是结构基元?答:晶体的微粒(原子、分子
4、或离子)在空间做有规律的排列,按着同一结构单元及取向周期重复,这个特点叫做晶体结构的周期性。周期重复的结构单元,就是在空间排步上,每隔相同的距离重复出现的微粒或微粒按一定结构组成的集团,称为结构基元,简称基元。在整个晶体中基元的环境是相同的。8、在空间点阵型式中,符号P、I、F、C、R、H个代表什么意义?答:在点阵单元中只喊有一个阵点,即素单位,称为简单点阵型式,用符号P表示,称为简单(P)。有的在平行六面体的体心位置有阵点,用符号I表示,称为体心(I);有的在六个面心处有阵点,用符号F表示,称为面心(F);有的在六个面心处有阵点,用
5、符号C表示,称为底心(C)。三斜、三方和六方只有素单元无复单元,所以它们各只有一种简单点阵型式。习惯上还分别用符号R和H表示三方和六方。9、叙述晶体的宏观对称性与分子对称性的异同。答:晶体具有的对称元素和对称操作分为以下几种:(a)对称轴和旋转操作;(b)对称面和反映操作;(c)对称中心和反演操作;(d)反轴和旋转反演操作。前三种同分子对称性一致,第(d)种仅在晶体对称性中采用,而在分子对称性中则常用旋映轴和旋转反映操作。在晶体中存在重对称轴,不存在重轴,不能超过重轴,而在分子中不受这一限制。在表示对称元素和对称操作时习惯上所用的符号
6、有所不同。10、给出金属A1,A2,A3和A4堆积的相应晶胞。答:A1型最密堆积可以分出面心立方晶胞;A2型堆积可以分出体心立方晶胞;A3型最密堆积可以分出六方晶胞;A4型堆积可以分出面心立方晶胞。11、正交晶系共有哪几种点阵型式?答:正交晶系有简单正交、正交面心、正交体心、正交底心四种点阵型式。12、有一个AB2型立方面心晶体,试问一个立方晶胞中可能含有多少个A和多少个B?答:有4n个A,8n个B,n为自然数。13、晶胞两个要素的内容是什么?各用什么表示?答:晶胞的大小形状和晶胞中原子的坐标位置;前者用晶胞参数表示,后者用原子分数坐
7、标(x,y,z)表示。第七章晶体结构的点阵理论自测题1、选择题。(1)X射线的产生是由于()A原子内层电子能级间的跃迁B原子的价电子能级间的跃迁C原子轨道能级间的跃迁D分子转动能级间的跃迁(2)有一AB晶胞,其中A和B原子的分数坐标为A(0,0,0),B(),它属于()A立方体心点阵B立方面心点阵C立方底心点阵D立方简单点阵(3)对于金刚石晶体结构,下面叙述何者不对()A类与立方ZnS型结构B晶胞中含四个碳原子C空间利用率仅D属堆积方式(4)与a轴垂直的面的晶面指标是()A(112)B(100)C(010)D(001)E(111)(5
8、)有一型晶体,属立方晶系,每个晶胞中有1个A和4个B,1个A的坐标是(),4个B的坐标分别是(0,0,0),(),(),(),次晶体的点阵类型是()A立方PB立方IC立方FD立方CE不能确定(6)面心立方金属晶体中的一个