【正文】 （4）AgAgVAg’+Agi37寫出下列缺陷反應式：（l）NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶體；（2）CaCl2溶入NaCl中形成空位型固溶體；（3）NaCl形成肖特基缺陷；（4）Agl形成弗倫克爾缺陷（Ag+進入間隙）。解：影響有：（1）穩(wěn)定晶格，阻止某些晶型轉變的發(fā)生；（2）活化晶格，形成固溶體后，晶格結構有一定畸變，處于高能量的活化狀態(tài)，有利于進行化學反應；（3）固溶強化，溶質原子的溶入，使固溶體的強度、硬度升高；（4）形成固溶體后對材料物理性質的影響：固溶體的電學、熱學、磁學等物理性質也隨成分而連續(xù)變化，但一般都不是線性關系。（2）晶體（基質）結構：離子尺寸是與晶體結構的關系密切相關的，在一定程度上來說，結構中間隙的大小起了決定性的作用。（4）場強因素。2.15%連續(xù)。螺型位錯特點：滑移方向與位錯線平行，與位錯線垂直的面不是平面，呈螺施狀，稱螺型位錯。第三章答案32略。解：石墨與滑石和高嶺石比較，石墨中同層C原子進行SP2雜化，形成大Π鍵，每一層都是六邊形網狀結構。229根據Mg2[SiO4]在（100）面的投影圖回答：（1）結構中有幾種配位多面體，各配位多面體間的連接方式怎樣？（2）O2－的電價是否飽和？（3）晶胞的分子數是多少？（4）Si4＋和Mg2＋所占的四面體空隙和八面體空隙的分數是多少？解：（1）有兩種配位多面體，[SiO4]，[MgO6]，同層的[MgO6]八面體共棱，如59[MgO6]和49[MgO6]共棱75O2和27O2，不同層的[MgO6]八面體共頂，如1[MgO6]和51[MgO6]共頂是22O2，同層的[MgO6]與[SiO4]共頂，如T[MgO6]和7[SiO4]共頂22O2，不同層的[MgO6]與[SiO4]共棱，T[MgO6]和43[SiO4]共28O2和28O2；（2）O2與3個[MgO6]和1個[SiO4]，所以O2飽和（3）z=4；（4）Si4+占四面體空隙=1/8，Mg2+占八面體空隙=1/2。兩種表示方法之間可以相互轉換。硅酸鹽的化學式表征方法主要有以下兩種：（1）氧化物表示法將構成硅酸鹽晶體的所有氧化物按一定的比例和順序全部寫出來，先是1價的堿金屬氧化物，其次是2價、3價的金屬氧化物，最后是SiO2（2）無機絡合鹽表示法構成硅酸鹽晶體的所有離子按一定的比例和順序全部寫出來，再把相關的絡陰離子用中括號括起來即可。（2）[SiO4]四面體的每個頂點，即O2離子最多只能為兩個[SiO4]四面體所共用。答：（1）屬于立方晶系（2）Ba2+、Ti4+和O2的配位數分別為16和6（3）這個結構遵守鮑林規(guī)則鮑林第一規(guī)則——配位多面體規(guī)則對于Ti4+配位數為6對于Ba2+配位數為12符合鮑林第一規(guī)則鮑林第二規(guī)則——電價規(guī)則即負離子電荷Z=則O2離子電荷=與O2離子電荷相等，故符合鮑林第二規(guī)則，又根據鈣鈦礦型結構知其配位多面體不存在共棱或共面的情況，結構情況也符合鮑林第四規(guī)則——不同配位體連接方式規(guī)則和鮑林第五規(guī)則——節(jié)約規(guī)則所以鈣鈦礦結構遵守鮑林規(guī)則。答：分別為（1）陰陽離子價態(tài)比應為1:2如CaF2（2）陰陽離子價態(tài)比應為1:1如NaCl（3）陰陽離子價態(tài)比應為1:1如ZnS（4）陰陽離子價態(tài)比應為1:2如TiO2，X射線數據說明NH4Cl有兩種晶體結構，一種為NaCl型結構，a＝；另一種為CsCl結構，a＝。求：（1）計算負離子彼此接觸時，四面體空隙所能容納的最大陽離子半徑，并與書末附表Li＋半徑比較，說明此時O2－能否互相接觸；（2）根據離子半徑數據求晶胞參數；（3）求Li2O的密度。若CaS（a＝）、CaO（a＝）和MgO（a＝）為一般陽離子－陰離子接觸，試求這些晶體中各離子的半徑。答：對于Si4+、K+、Al3+、Mg2+來說，；依據正離子配位數與正負離子半徑比的關系知配位數為：Si4+4；K+8；Al3+6；Mg2+6。％。答：面心立方格子的單位平行六面體上所有結點為：（000）、（001）（100）（101）（110）（010）（011）（111）（0）（0）（0）（1）（1）（1）。26等徑球最緊密堆積的空隙有哪兩種？一個球的周圍有多少個四面體空隙、多少個八面體空隙？答：等徑球最緊密堆積有六方和面心立方緊密堆積兩種，一個球的周圍有8個四面體空隙、6個八面體空隙。共價鍵的特點是具有方向性和飽和性，結合力也很大。23在立方晶系晶胞中畫出下列晶面指數和晶向指數：（001）與[]，（111）與[]，（）與[111]，（）與[236]，（257）與[]，（123）與[]，（102），（），（），[110]，[]，[]答：24定性描述晶體結構的參量有哪些？定量描述晶體結構的參量又有哪些？答：定性：對稱軸、對稱中心、晶系、點陣。 第二章答案21略。定量：晶胞參數。金屬鍵是沒有方向性和飽和性的的共價鍵，結合力是離子間的靜電庫侖力。27n個等徑球作最緊密堆積時可形成多少個四面體空隙、多少個八面體空隙？不等徑球是如何進行堆積的？答：n個等徑球作最緊密堆積時可形成n個八面體空隙、2n個四面體空隙。29計算面心立方、密排六方晶胞中的原子數、配位數、堆積系數。答：設球半徑為a，則球的體積為，球的z=4，則球的總體積（晶胞），立方體晶胞體積：(2a)3=16a3，空間利用率=球所占體積/空間體積=%，空隙率=%=%。214為什么石英不同系列變體之間的轉化溫度比同系列變體之間的轉化溫度高得多？答：石英同一系列之間的轉變是位移性轉變，不涉及晶體結構中鍵的破裂和重建，僅是鍵長、鍵角的調整、需要能量較低，且轉變迅速可逆；而不同系列之間的轉變屬于重建性轉變，都涉及到舊鍵的破裂和新鍵的重建，因而需要較的能量，且轉變速度緩慢；所以石英不同系列之間的轉化溫度比同系列變體之間轉化的溫度要高的多。答：MgS中a=，陰離子相互接觸，a=2r，∴rS2=；CaS中a=，陰－陽離子相互接觸，a=2(r++r)，∴rCa2+=；CaO中a=，a=2(r++r)，∴rO2=；MgO中a=，a=2(r++r)，∴rMg2+=。解：根據上圖GO=FO=rmax，AB=BC=AC=AD=BD=CD=2由幾何關系知：=比Li+的離子半徑rLi+=，所以此時O2不能互相接觸。（1）根據CaF2晶胞立體圖畫出CaF2晶胞在（001）面上的投影圖；（2）畫出CaF2（110）面上的離子排列簡圖；（3）正負離子半徑之和為多少？解（1）CaF2晶胞在（001）面上的投影圖（2）CaF2（110）面上的離子排列簡圖（3）正負離子半徑之和220計算CdI2晶體中的I－及CaTiO3晶體中O2－的電價是否飽和？解：CdI2晶體中Cd2+的配位數CN=6，I與三個在同一邊的Cd2+相連，且I的配位數CN=3所以，即I電價飽和CaTiO3晶體中，Ca2+的配位數CN=12，Ti4+的配位數CN=6，O2的配位數CN=6所以，即O2電價飽和。上述密度值是哪一種晶型的？（NH4＋離子作為一個單元占據晶體點陣）。226硅酸鹽晶體結構有何特點？怎樣表征其學式？答：硅酸鹽晶體結構非常復雜，但不同的結構之間具有下面的共同特點：（1）結構中的Si4+離子位于O2離子形成的四面體中心，構成硅酸鹽晶體的基本結構單元[SiO4]四面體。（3）兩個相鄰的[SiO4]四面體之間只能共頂而不能共棱或共面連接。先是1價、2價的金屬離子，其次是Al3+離子和Si4+離子，最后是O2離子和OH離子。227硅酸鹽晶體的分類依據是什么？可分為那幾類，每類的結構特點是什么？答：硅酸鹽晶體主要是根據[SiO4]在結構中的排列結合方式來分類，具體可以分為五類：島狀、組群狀、鏈狀、層狀和架狀。230石棉礦如透閃石Ca2Mg5[Si4O11]（OH）2具有纖維狀結晶習性，而滑石Mg3[Si4O10]（OH）2卻具有片狀結晶習性，試解釋之。由于間隙較大，電子可在同層中運動，可以導電，層間分子間力作用，所以石墨比較軟。32試述位錯的基本類型及其特點。33非化學計量化合物有何特點？為什么非化學計量化合物都是n型或p型半導體材料？解：非化學計量化合物的特點：非化學計量化合物產生及缺陷濃度與氣氛性質、壓力有關；可以看作是高價化合物與低價化合物的固溶體；缺陷濃度與溫度有關，這點可以從平衡常數看出；非化學計量化合物都是半導體。3.40%不能形成固熔體。（5）電負性：差值小，形成固熔體。一般晶體中空隙愈大，結構愈疏松，易形成固溶體。固溶體的強度與硬度往往高于各組元，而塑性則較低36說明下列符號的含義：VNa，VNa39。解：（1）NaClNaCa’+ClCl+VCl，計算單位晶胞MgO的肖特基缺陷數。310MgO晶體的肖特基缺陷生成能為84kJ/mol，計算該晶體1000K和1500K的缺陷濃度。+3OO+VFe’’ y 2y yFe3+2yFe2+13yO，X=1y==,[VFe’’]===102312非化學計量缺陷的濃度與周圍氣氛的性質、壓力大小相關，如果增大周圍氧氣的分壓．非化學計量化合物Fe1xO及Zn1+xO的密度將發(fā)生怎么樣的變化？增大還是減小？為什么？解：Zn（g）Znik=[OO][VFe’’][h（1）圍繞兩個位錯伯格斯回路，最后得伯格斯矢量若干？（2）圍繞每個位錯分別作伯氏回路，其結果又怎樣？解：略。318從化學組成、相組成考慮，試比較固溶體與化合物、機械混合物的差別。321Al2O3在MgO中形成有限固溶體，在低共熔溫度1995℃時．約有18wt％Al2O3溶入MgO中，假設MgO單位晶胞尺寸變化可忽略不計。（4）（4）（5）由（5）式得x=（2）（3）式，對（a）有即（b）有設：固溶前后晶胞體積不變，則密度變化為：（，分別代表固溶前后密度） 所以，固溶后的密度小于固溶前的密度。323說明為什么只有置換型固溶體的兩個組分之間才能相互完全溶解，而填隙型固溶體則不能。2）（2）MgO與Cr2O3的固溶度為有限原因:結構類型不同MgO屬于NaCl型結構，Cr2O3屬剛玉結構。327CeO2為螢石結構，其中加入15mol%CaO形成固溶體，測得固溶體密度d＝，晶胞參數a＝，試通過計算判斷生成的是哪一種類型固溶體。42試簡述硅酸鹽熔體聚合物結構形成的過程和結構特點。　　[SiO4]Na4+[Si2O7]Na6——[Si3O10]Na8+Na2O（短鍵）　　3[Si3O10]Na8——[Si6O18]Na12+2Na2O（六節(jié)環(huán)）后期：在一定時間和溫度范圍內，聚合和解聚達到平衡。晶體SiO2——質點在三維空間做有規(guī)律的排列，各向異性。44影響熔體粘度的因素有哪些？試分析一價堿金屬氧化物降低硅酸鹽熔體粘度的原因。（2）通常堿金屬氧化物（Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O）能降低熔體粘度。s，在什么溫度下它是106Pas時，解得t=℃。s，在1400℃時為107Pas，T=1400+273=1673K,②聯立（1），（2）式解得：1016Pa48一種熔體在1300℃的粘度是310Pas，由公式得：②聯立（1），（2）式解得∴A=，B=當t=1050℃時，解得η=兩種熔體常數如下：序號ABT01422921924690216解：根據公式：對于熔體1：當t=500℃時，T=500+273=773K,當t=700℃時，T=700+273=973K,當t=900℃時，T=900+273=1173K,當t=1100℃時，T=1100+273=1373K,當t=1350℃時，T=1350+273=1623K,對于熔體2：當t=500℃時，T=500+273=773K,當t=700℃時，T=700+273=973K,當t=900℃時，T=900+273=1173K,當t=1100℃時，T=1100+273=1373K,當t=1350℃時，T=1350+273=1623K,熔體在1350~500℃間的粘度曲線410派來克斯（Pyrex）玻璃的粘度在1400℃時是109Pas的粘度時約要多高的溫度？解：（1）根據公式：1400℃時，η=109Pas時，105=解得t=℃411一種玻璃的工作范圍是870℃（η＝106Pas，T=870+273=1143K,①1300℃時，η=解：（1）粘度的差別對釉式1：Al3+按網絡形成離子，對于釉式2：Al3+被視為網絡改變離子即：釉式1Y1釉式2Y2，所以在高溫下釉式1粘度釉式2粘度。解：（1）根據公式：退火點544℃，η=1012Pas時，T==℃當η=107Pa解：影響玻璃形成的關鍵是熔體的冷卻速率，熔體是析晶還是形成玻璃與過冷度、粘度、成核速率、晶體生長速率有關。SiO2；（2）Na2O1/3Al2O3417有兩種不同配比的玻璃其組成（wt％）如下，試用玻璃結構參數說明兩種玻璃高溫下粘度的大??？序號Na2OA12O3SiO2181280212880解：序號Na2OA12O3SiO2wt%mol%wt%mol%wt%mol%181280212880對于1：Z=4，Al2O3被視為網絡形成離子X1=2RZ=，Y1=4X=對于2：Z=4，Al2O3被視為網絡形成離子X2=2RZ=，Y2=4X=Y1Y2，故1號在高溫下的粘度大。3原子所占體積V=4/