材料化學(xué)習(xí)題解答

1、1、晶體一般的特點(diǎn)是什么點(diǎn)陣和晶體的結(jié)構(gòu)有何關(guān)系？答：（1）晶體的一般特點(diǎn)是：a、均勻性：指在宏觀觀察中，晶體表現(xiàn)為各部分性狀相同的物體b、各向異性：晶體在不同方向上具有不同的物理性質(zhì)c、自范性：晶體物質(zhì)在適宜的外界條件下能自發(fā)的生長出晶面、晶棱等幾何元素所組成凸多面體外形d、固定熔點(diǎn)：晶體具有固定的熔點(diǎn)e、對稱性：晶體的理想外形、宏觀性質(zhì)以及微觀結(jié)構(gòu)都具有一定的對稱性（2）晶體結(jié)構(gòu)中的每個(gè)結(jié)構(gòu)基元可抽象成一個(gè)點(diǎn)，將這些點(diǎn)按照周期性重復(fù)

2、的方式排列就構(gòu)成了點(diǎn)陣。點(diǎn)陣是反映點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)周期性的科學(xué)抽象，點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)是點(diǎn)陣?yán)碚摰膶?shí)踐依據(jù)和具體研究對象，它們之間存在這樣一個(gè)關(guān)系：點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)＝點(diǎn)陣＋結(jié)構(gòu)基元點(diǎn)陣＝點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)－結(jié)構(gòu)基元2、下圖是一個(gè)伸展開的聚乙烯分子，其中C—C化學(xué)鍵長為1.54。試根據(jù)C原子的立體化學(xué)計(jì)算分子的鏈周期。答：因?yàn)镃原子間夾角約為109.5，所以鏈周期＝21.54sin(109.52)=2.513、由X射線法測得下列鏈型高分子的周期如下，試將與前題比較思考并說明

3、其物理意義。化學(xué)式鏈周期聚乙烯醇2.52聚氯乙烯5.1聚偏二氯乙烯4.7答：由題中表格可知，聚乙烯醇的鏈周期為2.52，比聚乙烯略大，原因可能是OH體積比H大，它的排斥作用使C原子間夾角變大，因而鏈周期加長，但鏈周期仍包含兩個(gè)C原子；聚氯乙烯的鏈周期為5.1，是聚乙烯鏈周期的兩倍多，這說明它的鏈周期中包含四個(gè)C原子，原因是原子的半徑較大Cl原子為使原子間排斥最小，相互交錯(cuò)排列，其結(jié)構(gòu)式如下：聚偏二氯乙烯鏈周期為4.7比聚乙烯大的多，而接

4、近于聚氯乙烯的鏈周期為5.1，可知鏈周期仍包含4個(gè)C原子。周期縮短的原因是由于同一個(gè)C原子上有2個(gè)Cl原子，為使排斥能最就存在這樣的缺陷：一個(gè)Ni2空缺，另有兩個(gè)Ni2被兩個(gè)Ni3所取代。其結(jié)果晶體仍然呈電中性，但化合物中Ni和O的原子個(gè)數(shù)比發(fā)生了變化。試計(jì)算樣品組成為Ni0.97O時(shí)該晶體中Ni3與Ni2的離子數(shù)之比。解：設(shè)晶體中Ni3的離子數(shù)為a，Ni2的離子數(shù)為b。根據(jù)題意：答：該晶體中Ni3與Ni2的離子數(shù)之比為6：91。2、已

5、知氧化鐵Fex0(富士體)為氯化鈉型結(jié)構(gòu)，在實(shí)際晶體中，由于存在缺陷，x＜1。今有一批氧化鐵，測得其密度為5.7gcm3，用MoKα射線（λ=71.07pm）測得其面心立方晶胞衍射指標(biāo)為200的衍射角θ=9.56（sinθ=0.1661Fe的相對原子質(zhì)量為55.85）。（a）計(jì)算Fex0的面心立方晶胞參數(shù)。（b）求x值。（c）計(jì)算Fe2和Fe3各占總鐵質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（d）寫出表明鐵的價(jià)態(tài)的化學(xué)式。解：（a）（c）設(shè)0.92mol鐵中F