材料科学基础课后习题参考答案.docx

一、晶体结构

1、略。

2、解：（1）h:k:l=1/2:1/3:1/6=3:2:1,∴该晶面的米勒指数为（321）；（2）

（321）

3、略。

4、略。

5、解：MgO为NaCl型，O2-做密堆积，Mg2+填充空隙。r

O2-

=0.140nm，

r =0.072nm，z=4，晶胞中质点体积：(4/3×πr

3+4/3×πr

3)×4，a=2(r+r

Mg2+

O2-

Mg2+ + -

)，晶胞体积=a3，堆积系数=晶胞中MgO体积/晶胞体积=68.5%，密度=晶胞中MgO

质量/晶胞体积=3.49g/cm3。

6、解：体心：原子数2，配位数8，堆积密度55.5%；面心：原子数4，配位数6，堆积密度74.04%；六方：原子数6，配位数6，堆积密度74.04%。

7、解：u=zz

1

eN

22 0

A/r

0

×(1-1/n)/4πε，e=1.602×10-19，ε

0

=8.854×10-12，

0

N=6.022×1023，NaCl：z=1，z

=1，A=1.748，n

=7，n =9，n=8，r

=2.81910-

0 1 2

Na+

Cl- 0

10m，uNaCl=752KJ/mo；l

MgO：z

=2，z

1

=2，A=1.748，n

2 O

2-=7，n

Mg2+

=，n=7，

r=2.1010m，u

=392KJ/mol；∵u

u ，∴MgO的熔点高。

0 MgO

MgO

NaCl

8、略。

9、解：设球半径为a，则球的体积为4/3πa3，求的z=4，则球的总体积（晶胞）

4×4/3πa3，立方体晶胞体积：(2 a)3=16 a3，空间利用率=球所占体积/空间体积

=74.1%，空隙率=1-74.1%=25.9%。

10、解：ρ=m/V晶=1.74g/cm3，V=1.37×10-22。

11、解：Si4+4；K+12；Al3+6；Mg2+6。

12、略。

13、解：MgS中a=5.20?，阴离子相互接触，a=2 r，∴rS2-=1.84?；CaS中

-

a=5.67?，阴-阳离子相互接触，a=2(r

+

+r-)，∴rCa2+=0.95?；CaO中a=4.80?，

a=2(r+r)，∴r =1.40?；MgO中a=4.20?，a=2(r+r)，∴r

=0.70?。

+ - O2- + - Mg2+

14、解：LiF为NaCl型结构，z=4，V=a3，ρ=m/V=2.6g/cm3，a=4.05?，根据离

子半径a1=2(r

+

+r)=4.14?，aa1。

-

15、解：（1）如图是一个四面体空隙，O为四面体中心位置。AO=r++r-，

BC=2r-，CE= r-，CG=2/3CE=2 r-/3，AG=2 r-/3，△OGC∽△EFC，

OG/CG=EF/CF，OG=EF/CF×CG=

r-/6，AO=AG-OG=

r/2，r+=AO-r-=( /2-

1)r=0.301?，查表知rLi+=0.68?0.301?，∴O2-不能互相接触;

（2）体对角线= a=4(r++r-)，a=4.665?；（3）ρ=m/V=1.963g/cm3.

16、略。

17、解：r

2+与r

不同，r r ，使CaO结构较MgO疏松，H

O易于进

Mg

入，所以活泼。

18.

19.

Ca2+

Ca2+ Mg2+ 2

20、（1）略；

（2）四面体空隙数/O2-数=2:1，八面体空隙数/O2-数=1:1；

（3）(a)CN=4，z+/4×8=2，z+=1，NaO，LiO；(b)CN=6，z+/6×6=2，

2 2

z+=2，FeO，MnO；（c）CN=4，z+/4×4=2，z+=4，ZnS，SiC；(d)CN=6，z+/6×3=2，z+=4，MnO2。

21、解：岛状；架状；单链；层状（复网）；组群（双四面体）。

22、解：（1）有两种配位多面体，[SiO]，[MgO]，同层的[MgO6]八面体共棱，

4 6

如59[MgO]和49[MgO]共棱75O2-和27O2-，不同层的[MgO]八面体共顶，如

6 6 6

1[MgO]和51[MgO]共顶是22O2-，同层的[MgO]与[SiO]共顶，如T[MgO]和7[SiO]

6 6 6 4 6 4

共顶22O2-，不同层的[MgO]与[SiO]共棱，T[MgO]和43[SiO]共28O2-和28O2-；

6 4 6 4

（3）z=4；

（4）Si4+占四面体空隙=1/8，Mg2+占八面体空隙=1/2。

23、解：透闪石双链结构，链内的