材料科学与工程基础期末考试复习解答题汇总ppt课件.pptx

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1、1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？同一周期元素具有相同原子核外电子层数，从左到右，核电荷增多，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，从上向下，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，金属性增强，非金属性降低。2比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料在结合键上的差别。简单金属完全为金属键，过渡族金属为金属键和共价键的混合，但以金属键为主；陶瓷材料是由一种

2、或多种金属同非金属(通常为氧)相结合的化合物，其主要为离子键，也有一定成分的共价键；高分子材料，大分子内的原子之间结合为共价键，而大分子与大分子之间的结合为物理键。复合材料是由二种或二种以上的材料组合而成的物质，因而其结合键非常复杂，不能一概而论。3比较键能大小和各种结合键的主要特点。化学键能>物理键能，共价键能≥离子键能>金属键能>氢键能>范氏键能共价键中：叁键键能>双键键能>单键键能金属键，由金属正离子和自由电子，靠库仑引力结合，电子的共有化，无饱和性，无方向性；离子键以离子为结合单元，无饱和性，无方向性；共价键共用电子对，有饱和性，有方向性

3、；范德华力，原子或分子间偶极作用，无方向性，无饱和性；氢键，分子间作用力，氢桥，有方向性和饱和性。简述结合键类型及键能大小对材料的熔点﹑密度﹑导电性﹑导热性﹑弹性模量和塑性有何影响。1)结合键类型及键能对材料熔点的影响熔点高低代表材料的稳定性程度。加热时，当热振动足以破坏相邻原子间的稳定结合时，材料发生熔化。结合键类型和结合(键)能大小决定材料熔点的高低。结合(键)能大小顺序：共价键≥离子键>金属键（过渡金属大）>氢键>范德华力。陶瓷材料（共价键，离子键）比金属（金属键）具有更高的熔点或热稳定性。高分子具有二次键，熔点偏低。2)结合键类型及键能对

4、材料密度的影响金属密度高的两个原因：第一，金属有较高的相对原子质量。第二，金属键没有方向性，金属原子趋于密集排列。陶瓷材料为共价键和离子键的结合，其密度较低：共价结合时，相邻原子的个数受到共价键数目的限制，离子键结合时，要满足正、负离子间电荷平衡的要求，它们的相邻原子数都不如金属多。聚合物多为二次键结合，分子链堆垛不紧密，且其组成原子质量较小，聚合物密度最低：3)结合键类型及键能对材料导电性﹑导热性的影响金属键由金属正离子和自由电子，靠库仑引力结合。价电子能在晶体内自由运动，金属有良好导电性；不仅正离子振动传递热能，电子运动也传递热能，金属有良好

5、导热性；非金属键结合的陶瓷和聚合物在固态下不导电，导热性小，作为绝缘体或绝热体在工程上应用。4)结合键类型及键能对材料力学性能（弹性模量和塑性）的影响材料受力发生弹性变形，对应原子间距的变化。结合键能越大,原子之间距离的变化所需的外力越大,材料的拉伸或压缩模量越大。共价键≥离子键>金属键（过渡金属大）>氢键>范德华力陶瓷的模量>金属的模量>高分子的模量。金属键无饱和性，无方向性，正离子之间相对位置的改变不破坏电子与正离子间的结合力。金属受力变形，可改变原子之间的相互位置，但金属键不被破坏，使金属有良好延展性（范性变形）。共价键键能高，有方向性和有

6、饱和性，结构稳定，改变原子间的相对位置很困难，共价键结合的材料，塑性变形能力差，硬而脆。4氧化镁与氯化钠具有相同的结构。已知Mg离子半径r1为0.066nm，氧离子半径r2为0.140nm。镁的相对原子质量为24.31；氧的相对原子质量为16.00。(1)求氧化镁的晶格常数?(2)求氧化镁的密度?(3)求氧化镁的致密度?a5.628Ǻ2.8148ǺbcNaCl晶体的微观结构（a、b）及等同点分布（c）面心立方化合物氧化镁,氯化钠的致密度为：4（4ЛR3/3）+4（4Лr3/3）/（2R+2r）3＝原子相同时，致密度与原子大小无关；当不同种类的原子

7、出现时，其原子的相对大小必然影响致密度。5（1）面心立方（fcc）Face-CenteredCubic原子位置立方体的八个顶角和每个侧面中心A1、γ-Fe、Ni、Cu、Rh、Pt、Ag、Au等（2）bcc体心立方Body-centeredCubic原子位置立方体的八个顶角和体心V,Mo,Nb,α-Fe,Cr,W等（3）hcp密堆六方HexagonalClose-Packed原子位置12个顶角、上下底心和体内3处Be、Mg、Zn、Cd、α-Ti、α-Co．6归纳总结3种典型金属结构（bcc、fcc和hcp）的晶体学特点（配位数、每个晶胞中的原子数、

8、点阵常数、致密度和最近的原子间距）。体心立方（bcc）：8；2；a；0.68；面心立方（fcc）:12；4；a；0.74；密排六方（hc