《材料科学与工程基础》-第二章-课后习题答案.pdf

《《材料科学与工程基础》-第二章-课后习题答案.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、材料科学与工程基础顾宜第二章习题及答案第二章习题及答案2-1．阐述原子质量和原子量的区别。2-2．简要阐述四个量子数分别对应何种电子状态。2-3.元素周期表中的所有VIIA族元素的核外电子排布有何共同点？2.（1）各电子层最多容纳电子数为2n（2）最外层不超过8个电子；次外层不超过18个电子；倒数第三层不超过32个电子.（3）核外电子总是先排布在能量最低的电子层内，排满后再一次向外排布.（4）电子排布总是遵循能量最低原理，泡利不相容原理，洪特定则.2-4.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。223N1s2s

2、2p1如有错误之处，敬请指正224O1s2s2p22622Si1s2s2p3s3p226268Fe1s2s2p3s3p3d22626101Cu1s2s2p3s3p3d4s226261025Br1s2s2p3s3p3d4s4p2+3++2+-2-2-5.按照能级写出Fe,Fe,Cu,Ba,Br,andS离子的电子排布。（用方框图表示）。同上题2-6.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？中心离子类型、离子半径、配体大小、溶剂、配体多少、环境温度、PH、共价键数、原子的有效堆积。2-7.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单

3、说明理由。2-8.简要阐述离子键，共价键和金属键的区别。2-9.阐述泡利不相容原理。在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子；同一个原子中,不可能有两个或两个以上的电子处在同一个状态；也可以说，不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数。2-10.判断以下元素的原子可能形成的共价键数目：锗，磷，锶和氯。2材料科学与工程基础顾宜第二章习题及答案2-11.解释为什么共价键材料密度通常要小于离子键或金属键材料。由于共价键具有严格的方向性和饱和性，一个特定原子的最邻近原子数是有限制的，并且只能在特定的方向进行键合。所以共价键物质密度比金属键和离

4、子键物质密度都要小.（共价键需按键长、键角要求堆垛，相对离子键、金属键较疏松）共价键的结合力较小，离子键结合力很大，形成的物质更致密。2-12.根据氢键理论，解释水结冰时出现的反常现象，即为何结冰后体积反而膨胀了？水冻结时结晶，非球形的水分子规整排列时受氢键方向性和饱和性的更强限制，不能更紧密的堆积，故密度变小，体积增大.2-13.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式：（1）CO2的分子键合（2）甲烷CH4的分子键合（3）乙烯C2H4的分子键合（4）水H2O的分子键合（5）苯环的分子键合（6）羰基中C、O间的原子键合CO2：共价键sp杂化，CH

5、3杂化，4：共价键spCH2杂化，2=CH2：共价键spH3杂化，2O：氢键sp苯环：共价键sp2杂化，羰基：共价键sp2杂化。2-14.FCC间隙位置的配位数是多少？如果每一个间隙位置都被小原子或离子占满，则会产生什么样的结构？配位数：122-15.简述键合类型是如何影响局部原子堆垛的？键合类型的强弱，化学键>氢键>范德华键，键合类型结合力强弱不同，使得原子堆积紧密程度不同，化学键合结合力最强，原子堆积最紧密，氢键次之，范德华键最弱.332-16.0℃时，水和冰的密度分别是1.0005g/cm和0.95g/cm，请解释这一现象？水分子是由两个

6、氢原子和一个氧原子构成，形成氢键；气态水分子基本是相互独立的，除了碰撞外，相互作用力很弱；液态水分子部分在氢键的作用下已经结合在一起，与一般的流体分子独立而不规则的运动特点是不一样的；而固态水分子则彼此强烈的结合形成规则有序的阵列结构。3如有错误之处，敬请指正当水结冰时，一个水分子通过氢键的作用会将邻近的四个水分子吸引在周围形成六角形结构，在层层相叠形成冰晶，这样的排列使水在从液态变成固态时表现为体积变大，密度变小.2-17.硬球模式广泛适用于金属原子和离子，为何不适用于分子？在硬球无序密堆模型中，把原子看作是不可压缩的硬球，“无序”是指在这种

7、堆积中不存在晶格那样的长程有序，“密堆”则是指在这样一种排列中不存在足以容纳另一个硬球那样的间隙.因为分子具有分子结构，由原子或离子基团组成，其体积均大于离子、原子，不能看成不可压缩的硬球，因此，硬球模型不适用于分子.2-18.为何离子对空位会成对出现?离子晶体至少含有两种离子，每种离子都可能形成空位；离子晶体形成的缺陷需要维持电中性，在正负离子等价的晶体中，由一个正离子空位和一个负离子空位组对形成的缺陷称为肖特基缺陷.2-19.举例说明出点缺陷、线缺陷和二维空间的缺陷。点缺陷：是指三维尺寸都很小，在任何方向上缺陷区的尺寸都远小于晶体或晶粒的线

8、度，因而可忽略不计。主要有空位和间隙原子空位是指未被原子所占有的晶格结点。间隙原子是处在晶格间隙中的多余原子。点缺陷的出现，使周围的原子发生靠拢或撑开