材料化学期末复习.docxVIP

第一章

名词解释：

材料：材料（一般）是指人类社会所能够接受的、可以经济地制造有用器件的（固体）物质。

材料科学：是研究材料的组织结构、性质、生产流程和使用效能，以及他们之间相互关系的学科。

材料科学与工程：材料科学是一门与工程密不可分的应用科学，材料科学与材料工程合起来称为“材料科学与工程”。

材料四要素：组成、结构、工艺、性能。

复合材料：复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合成的一种多相固体材料。

什么是材料化学？其主要特点是什么？

材料化学是从化学的角度研究材料设计、制备、组成、结构、表征、性质和应用的一门科学。

跨学科性和实践性。

材料与化学试剂的主要区别是什么?

化学试剂在使用过程中通常被消耗，并转化为别的物质；

材料一般可以重复、持续使用，除了正常损耗，它是不会不可逆地转变成为别的物质。

观察一只灯泡，列举出制造灯泡所需要的材料。

白炽灯泡主要由灯丝、玻璃壳体、灯头等几部分组成。

材料按其化学组成和结构可以分为哪几类?

金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料。

简述材料化学的主要内容。

材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学。

根据化学理论，通过一定的合成和制备工艺，可获得具有特定组成、结构和性能的材料，进而产生相应的用途。

第二章

一、名词解释

电负性：是元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度。

晶体：由原子、分子或离子等微粒在空间按一定规律、周期性地重复排列的固体物质称为晶体。

晶格：晶体中质点中心用直线连起来构成的空间格架。

晶胞：构成晶格最基本的几何单元。

晶面间距：具有相同密勒指数的两个相邻平行晶面之间的距离称为镜面间距。

二、原子间的结合健共有几种？各自特点如何?

三、范德华力的来源有哪些？

?取向力。当极性分子相互接近时，它们的固有偶极相互吸引产生分子间的作用力；

?诱导力。当极性分子与非极性分子相互接近时，非极性分子在极性分子固有偶极作用下，发生极化，产生诱导偶极，然后诱导偶极与固有偶极相互吸引而产生分子间的作用力；

?色散力。在非极性分子之间，由于组成分子的正、负微粒不断运动，产生瞬间正负电荷重心不重合，出现瞬时偶极。这种瞬时偶极之间产生相互作用力。

四、请简要说明晶体与非晶体的区别和相互转化。

晶体

由原子、分子或离子等微粒在空间按一定规律、周期性地重复排列所构成的固体物质称为晶体。

长程有序（Long-rangeorder），短程有序；

具有不同程度的对称性；

具有整齐、规则的几何外形，各向异性；

在一定压力下有固定熔点，如NaCl、石英等。

非晶体

长程无序，短程有序（Short-rangeorder）；

无规则外形，各向同性；

无固定熔点，如玻璃、橡胶等。

转化

非晶态属于热力学亚稳态，非晶态固体总有向晶态转化的趋势，即非晶态固体在一定温度下会自发地结晶，转化为稳定性更高的晶体状态。

若将晶体物质从液态快速冷却，也能得到非晶态物质。

五、试求下图中所示方向的密勒指数

六、为什么可将金属单质的结构问题归结为等径圆球的密堆积问题?

金属晶体中金属原子之间形成的金属键即无饱和性又无方向性，其离域电子为所有原子共有，自由流动，因此整个金属单质可看成是同种元素金属正离子周期性排列而成，这些正离子的最外层电子结构都是全充满或半充满状态，电子分布基本上是球形对称，由于同种元素的原子半径都相等，因此可看成是等径圆球。又因金属键无饱和性和方向性，为使体系能量最低，金属原子在组成晶体时总是趋向形成密堆积结构，其特点是堆积密度大，配位数高，因此金属单质的结构问题归结为等径圆球的密堆积问题。

计算体心立方结构和六方密堆结构的堆积系数。

原子排列的紧密程度用晶胞中原子所占的体积分数表示，称为堆积系数（?）：

式中，Vatom和Vcell分别为原子体积、晶胞体积。

具有FCC结构的保原子半径为0.1243nm，试求保的晶格参数和密度。

请画出闪锌矿型晶体结构的示意图。

在CaTiO3,晶体中，Ca2-、Ti4+、O2-的配位数分别是多少？并写出O2-的配位多面体。

十一、什么是共价晶体？它有哪些特点？

共价晶体是指主要由共价键结合形成的晶体，常见的金刚石、硅、氮化硅、氧化硅等都是共价晶体。

共价晶体中共价键的方向性和饱和性规定了共价晶体中原子间结合的方向和配位数。由于共价键非常稳定，所以，一般地说，共价晶体的结构很稳定，具有很高的硬度和熔点。由于所有的价电子都参与成键，不能自由运动，因而共价晶体通常不导电。

十二、名词解释：

晶体缺陷：在实际晶体中，原子偏离理想的周期性排列的区域称之为晶体缺陷

弗仑克尔缺陷：原子或离子离开平衡位置后，挤入晶格间隙中，形成间隙原子或离子，同时在原来位置上留下空位，由此所产生的缺陷称为弗仑克尔缺陷。（弗仑克尔缺陷中，空位与间