资源描述:
《材料化学课后题答案.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、1什么是材料化学?其主要特点是什么?材料化学是与材料相关的化学学科的一个分支,是与材料的结构、性质、制备及应用相关的化学。材料化学的主要特点是跨学科性和实践性2材料与试剂的主要区别是什么?试剂在使用过程中通常被消耗并转化成别的物质材料则一般可重复、持续使用,除正常损耗外,它不会不可逆地转变成其他物质3简述材料化学的主要研究内容结构:组成原子、分子在不同层次上彼此结合的形式、状态和空间分布性能:材料固有的化学、物理及力学方面的性能制备:将原子、分子聚合起来并最终转变为有用产品的一系列连续的过程应用4材料中的结合键
2、有哪几种?各自的特点如何?对材料的特性有何影响?5类型键本身特点键合强弱形成晶体的特点离子键无饱和性、无方向性、高配位数最强高熔点、高强度、高硬度、低膨胀系数、塑性较差、固态不导电、熔态离子导电共价键有饱和性、有方向性、低配位数强高熔点、高强度、高硬度、低膨胀系数、塑性较差、在熔态也不导电金属键电子共有化,可以自由流动;无饱和性、无方向性、配位数高较强塑性较好、有光泽、良好的导热、导电性范德华键无饱和性、无方向性最弱氢键有饱和性、有方向性弱各种结合键主要特点比较6计算体心立方结构和六方密堆结构的堆积系数单位晶胞
3、原子数n=2bcc(1)体心立方7(2)六方密堆hcpn=68fccn=4(3)面心立方9已知K+和Cl-的半径分别为0.133nm和0.181nm,试分析KCl的晶体结构,并计算堆积系数解:因为r+/r-=0.133/0.181=0.735,其值处于0.732和1.000之间,所以正离子配位数应为8,处于负离子立方体的中心,属于下面提到的CsCl型结构。a0=2r++2r-=2(0.133)+2(0.181)=0.628nma0=0.363nm2r++2r-10简要回答晶体和非晶体的区别和转化从空间结构上来说
4、,晶体长程;短程都有序,非晶体长程无序短程有序。宏观性质来说,(1)晶体具有整齐、规则的几何外形;非晶体没有一定的几何形状。(2)晶体具有各向异性;非晶体各向同性。(3)晶体有固定的熔点;非晶体没有。从热力学来说,晶体为热力学稳定状态;非晶体热力学不稳定。区别:转化:非晶体容易向晶体转化,而晶体只有在极端的条件下(如骤冷)才可以向晶体转化11Chapter2StructureofMaterials固溶体与溶液有何异同?固溶体有机种类型?相同点:都有两种或两种以上的组分组成;都可以形成分散均匀、稳定的单一相,都存
5、在溶解度不同点:状态不同,溶液为液态,固溶体为固态;结构不同,固溶体的溶质结构和溶剂相似,溶液只有在稀溶液时才相同;性质不同,固溶体的性质与溶剂有关,但溶液只有在稀溶液时才相同。分类:固溶体分为置换型固溶体和填充型固溶体12试述影响置换型固溶体的固溶度的因素Hume-Rothery经验规则当时,溶质与溶剂之间可以形成连续固溶体;当时,溶质与溶剂之间只能形成有限型固溶体;当时,溶质与溶剂之间很难形成固溶体或不能形成固溶体,而容易形成中间相或化合物。(1)原子或离子尺寸的影响13Chapter2Structureo
6、fMaterials(2)电价因素一般来说,两种固体只有在离子价相同或同号离子的离子价总和相同时,才可能满足电中性的要求,生成连续固溶体。(3)离子类型和键性化学键性质相近,即取代前后离子周围离子间键性相近,容易形成固溶体。(4)晶体结构类型的影响溶质与溶剂晶体结构类型相同,能形成连续固溶体14Chapter2StructureofMaterials说明下列符号的意义VNaNa脱离开原来的位置,形成的空位Na+脱离开原来的位置,形成的空位,有效电荷为-1Cl-脱离开原来的位置,形成的空位,有效电荷为+1Ca·K
7、Ca2+取代K+而进入K+的位置,有效电荷为+1CaCaCa取代Ca而进入占据Ca的位置Ca2+进入间隙位置,有效电荷为+215Chapter2StructureofMaterials写出CaCl2溶解在KCl中的各种可能的缺陷反应式Ca2+取代K+,Cl-进入Cl-晶格位置:Ca2+取代K+,Cl-进入间隙位置:Ca2+进入间隙位置,Cl-占据晶格位置:16试求下图中所示方向的密勒指数A:E:B:F:C:G:D:17试求下图中所示面的密勒指数A面:朝x方向平移一晶格参数,则x=1,y=∞,z=∞故为(1,0,
8、0)B面:x=1,y=-1,z=1/2故为(1,1,1/2),即(1,1,2)---C面:x=1,y=1,z=-3/4故为(1,1,-3/4),即(1,1,-4/3)即(3,3,4)18D面:x=1,y=1/3,z=∞故为(1,1/3,∞),即为(1,3,0)E面:x=0,y=0,z=∞,故须平移,朝x方向平移一晶格参数,则x=1,y=-1,z=∞故为(1,-1,∞),即为(1,1,0