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无机材料科学基础课后习题答案3--第1页

3-1名词解释

（a）萤石型和反萤石型

（b）类质同晶和同质多晶

（c）二八面体型与三八面体型

（d）同晶取代与阳离子交换

（e）尖晶石与反尖晶石

答：（a）萤石型：CaF2型结构中，Ca2+按面心立方紧密排列，F-占据

晶胞中全部四面体空隙。

反萤石型：阳离子和阴离子的位置与CaF2型结构完全相反，即碱金属

离子占据F-的位置，O2-占据Ca2+的位置。

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无机材料科学基础课后习题答案3--第2页

（b）类质同象：物质结晶时，其晶体结构中部分原有的离子或原子位

置被性质相似的其它离子或原子所占有，共同组成均匀的、呈单一相的

晶体，不引起键性和晶体结构变化的现象。

同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现

象。

（c）二八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若有三分之二的八面体空隙

被阳离子所填充称为二八面体型结构

三八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若全部的八面体空隙被阳离子所填

充称为三八面体型结构。

（d）同晶取代：杂质离子取代晶体结构中某一结点上的离子而不改变

晶体结构类型的现象。

阳离子交换：在粘土矿物中，当结构中的同晶取代主要发生在铝氧层时，

一些电价低、半径大的阳离子（如K+、Na+等）将进入晶体结构来平

衡多余的负电荷，它们与晶体的结合不很牢固，在一定条件下可以被其

它阳离子交换。

（e）正尖晶石：在AB2O4尖晶石型晶体结

构中，若A2+分布在四面体空隙、而B3+分

布于八面体空隙，称为正尖晶石；

反尖晶石：若A2+分布在八面体空隙、而B3+

一半分布于四面体空隙另一半分布于八面体

空隙，通式为B(AB)O4，称为反尖晶石。

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无机材料科学基础课后习题答案3--第3页

3-2（a）在氧离子面心立方密堆积的晶胞中，

画出适合氧离子位置的间隙类型及位置，八

面体间隙位置数与氧离子数之比为若干？四

面体间隙位置数与氧离子数之比又为若干？

（b）在氧离子面心立方密堆积结构中，对于

获得稳定结构各需何种价离子，其中：

（1）所有八面体间隙位置均填满；

（2）所有四面体间隙位置均填满；

（3）填满一半八面体间隙位置；

（4）填满一半四面体间隙位置。

并对每一种堆积方式举一晶体实例说明之。

解：（a）参见2-5题解答。

（b）对于氧离子紧密堆积的晶体，获得稳定

的结构所需电价离子及实例如下：

（1）填满所有的八面体空隙，2价阳离子，MgO；

（2）填满所有的四面体空隙，1价阳离子，Li2O；

（3）填满一半的八面体空隙，4价阳离子，TiO2；

（4）填满一半的四面体空隙，2价阳离子，ZnO。

3-3MgO晶体结构，Mg2+半径为0.072nm，O2-半径为0.140nm，计算

MgO晶体中离子堆积系数（球状离子所占据晶胞的体积分数）；计算

MgO的密度。

解：参见2-9题。

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无机材料科学基础课后习题答案3--第4页

3-4Li2O晶体，Li+的半径为0.074nm，O2-的半径为0.140nm，其密度

为1.646g/cm3，求晶胞常数a0；晶胞中Li2O的分子数。

解：按照已知密度计算：

根据已知离子半径计算：[LiO4]的棱为小立方体的面对角线。

从图3-