原子结构与键结a什麽是同位素b为何元素的原子量不是整数.doc

原子結構與鍵結 一、(a)什麼是同位素？ (b)為何元素的原子量不是整數？引證兩個理由 二、引證原子質量和原子量間的差異 三、給出下列離子之電子組態: 四、溴化銫(CsBr)主要是離子鍵結，那和離子所具有的電子結構與那兩個惰性氣體相同？ 五、關於電子組態，為何在週期表中VIIA族中的所有元素都具有共同點？ 六、決定下列之電子組態是惰性氣體、鹵素、鹼金屬、鹼土金屬或過渡金屬，證明你的選擇是正確的。 (a)1s22s22p63s23p63d24s2 (b)1s22s22p63s23p6 (c)1s22s22p5 (d)1s22s22p63s2 (e)1s22s22p63s23p63d24s2 (f)1s22s22p63s23p64s1 七、(a)在週期表中對稀土系列的元素而言，什麼電子副層是填滿的？ (b)對錒系而言什麼電子副層是填滿的？ 結晶結構 證實BBC的原子堆積因子是0.68 計算鈀原子的半徑，已知Pd具有FCC之晶體結構，密度為12.0 g/cm3，且原子量是106.4 g/mol。 錫的單位晶胞具有正方對稱，其晶格常數a和b分別是0.583和0.318nm。若其密度、原子量和原子半徑分別是7.30 g/cm3， 畫一正方單位晶胞，並在胞內劃出方向和(210)平面。 示於下列立方單位晶胞中的方向，決定其指數 決定出下列單位晶胞中所示平面的米勒指數。 計算並比較FCC中[100]，[110]和[111]方向之線密度。 計算並比較FCC中(100)和(111)平面之平面密度。 金屬銥具有FCC晶體結構，若當使用具有波長為0.1542nm單光x-輻射時，(220)組平面之繞射角發在(第一階反射)，計算(a)此組平面之平面間距;和(b)銥原子之原子半徑。 下圖所示是具有FCC晶體結構的銅的x-光繞射圖案之前四個波峰;若使用具有波長為0.1542nm之單色x-輻射。 (a)標定(即繪出h, k, l指數)每一波峰。 (b)決定出每一波峰之平面間距。 (c)對每一波峰而言，決定Cu的原子半徑 材料缺陷 一、計算鐵在時，每立方米中空位的數目，空位的形成能是1.08ev/atom，此外，Fe的密度和原子量分別是7.65 g/cm3和55.85g 二、對BCC和FCC晶體結構而言，其有兩種不同型式的間隙位置，在每一情況中，較大的間隙位置通常被填入雜質原子。對FCC而言，此較大的間隙位置位於單位晶胞中每一個邊的中心;其被稱為八面體間隙的位置。另一方面，BCC中較大的間隙位置位於0，，-----亦即，位於{100}面，且處在此面上兩單位晶胞邊線間的中點和其他兩單位晶胞邊線間距的四分之一處;其被稱為四面體間隙位置。對FCC和BCC晶體結構而言，利用母原子半徑尺來計算兩晶體結構中這些位置能剛好放入之雜質原子的半徑。 三、30 wt% Zn和70 wt% Cu所組成的合金，其原子百分比的成分是什麼？ 四、含99.7 lbm 銅、102 lbm 鋅和21 l 五、將上題中原子百分比換成重量百分比。 六、鉬和鎢形成一置換式的固溶體，計算加入多少重量百分比的鉬於鎢中，才會產生每立方厘米含有1.0 x 1022 Mo原子的合金，純Mo和W的密度分別是10.22和19.30g 七、下列的每一個堆疊順序發現於FCC金屬中，舉例說明其存在的平面缺陷型式為 (a)……ABCABCBACBA…… (b)……ABCABCBCABC…….在，複製堆疊順序且使用垂直虛線指出平面缺陷的位置。 八、(a)對一4號ASTM晶粒大小而言，在放大倍率為100的照片上，每立平方英吋將會有多少晶粒？ (b)估算下圖中顯微照片的晶粒號碼，假設放大100倍。 擴散理論 一、1.5mm厚的鋼片在時兩邊都有氮氣氛圍，且已達到穩態擴散條件 。氮在鋼中於此溫度的擴散係數是6 x 10-11m 1.2 x 10-7kg/m2-s。同時，亦知道在鋼片高壓表面的氮濃度是4kg/m3。距高壓邊多少距離處的濃度將會是2.0kg/m3 二、一鐵碳合金起初含有0.20 wt% C，決定出在距表面2mm處達到0.45 wt% 碳濃度所需的時間。其表面濃度維持在1.30 wt% C，且在下處理，使用下表中-Fe之擴散數據。 三、對一鐵合金而言，已定出在滲碳熱處理10h期間將使距表面2.5mm處之碳濃度升到0.45 wt%，估算同一鋼種在相同滲碳溫度下距表面5.0 mm處達到相同濃度所需的時間。 四、下圖所示的為擴散係數的對數值(以10為底)對絕對溫度的數來作圖，對鐵在鉻中的擴散決定出活化能和指數前之係數。 五、(a)計算於時銅在鋁中的擴散係數。 (b)在時需要多久所產生的擴散結果(利用在某一特定點的濃度相