材料科學(xué)基礎(chǔ)(武漢理工大學(xué),張聯(lián)盟版)課后習(xí)題與答案第二章(編輯修改稿)
2025-07-16 17:37 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0計(jì)算CdI2晶體中的I－及CaTiO3晶體中O2－的電價(jià)是否飽和？解：CdI2晶體中Cd2+的配位數(shù)CN=6，I與三個(gè)在同一邊的Cd2+相連，且I的配位數(shù)CN=3所以，即I電價(jià)飽和CaTiO3晶體中，Ca2+的配位數(shù)CN=12，Ti4+的配位數(shù)CN=6，O2的配位數(shù)CN=6所以，即O2電價(jià)飽和。221（1）畫出O2－作面心立方堆積時(shí)，各四面體空隙和八面體空隙的所在位置（以一個(gè)晶胞為結(jié)構(gòu)基元表示出來(lái)）；（2）計(jì)算四面體空隙數(shù)、八而休空隙數(shù)與O2－數(shù)之比解（1）略（2）四面體空隙數(shù)與O2－數(shù)之比為2:1，八面體空隙數(shù)與O2－數(shù)之比為1:1222根據(jù)電價(jià)規(guī)則，在下面情況下，空隙內(nèi)各需填入何種價(jià)數(shù)的陽(yáng)離子，并對(duì)每一種結(jié)構(gòu)舉出—個(gè)例子。（1）所有四面體空隙位置均填滿；（2）所有八面體空隙位置均填滿；（3）填滿—半四面體空隙位置；（4）填滿—半八面體空隙位置。答：分別為（1）陰陽(yáng)離子價(jià)態(tài)比應(yīng)為1:2如CaF2（2）陰陽(yáng)離子價(jià)態(tài)比應(yīng)為1:1如NaCl（3）陰陽(yáng)離子價(jià)態(tài)比應(yīng)為1:1如ZnS（4）陰陽(yáng)離子價(jià)態(tài)比應(yīng)為1:2如TiO2，X射線數(shù)據(jù)說(shuō)明NH4Cl有兩種晶體結(jié)構(gòu)，一種為NaCl型結(jié)構(gòu)，a＝；另一種為CsCl結(jié)構(gòu)，a＝。上述密度值是哪一種晶型的？（NH4＋離子作為一個(gè)單元占據(jù)晶體點(diǎn)陣）。解：若NH4Cl為NaCl結(jié)構(gòu)則可由公式可得：=若NH4Cl為NaCl結(jié)構(gòu)，則可由公式可得：=由計(jì)算可知NaCl型結(jié)構(gòu)的NH4Cl與化學(xué)手冊(cè)中給出NH4Cl的密度接近，所以該密度NaCl晶型224MnS有三種多晶體，其中兩種為NaCl型結(jié)構(gòu)，一種為立方ZnS型結(jié)構(gòu)，當(dāng)有立方型ZnS結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)镹aCl型結(jié)構(gòu)時(shí)，體積變化的百分?jǐn)?shù)是多少？已知CN＝6時(shí)，rMn2＋＝，rS2－＝；CN＝4時(shí)，rMn2＋＝，rS2－＝。解：當(dāng)為立方ZnS型結(jié)構(gòu)時(shí)：=當(dāng)為NaCl型結(jié)構(gòu)時(shí)：=2(rMn2++rS2)=2(+)=所以體積變化：=%225鈦酸鋇是一種重要的鐵電陶瓷，其晶型是鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，試問(wèn)：（1）屬于什么點(diǎn)陣？（2）這個(gè)結(jié)構(gòu)中離子的配位數(shù)為若干？（3）這個(gè)結(jié)構(gòu)遵守鮑林規(guī)則嗎？請(qǐng)作充分討論。答：（1）屬于立方晶系（2）Ba2+、Ti4+和O2的配位數(shù)分別為16和6（3）這個(gè)結(jié)構(gòu)遵守鮑林規(guī)則鮑林第一規(guī)則——配位多面體規(guī)則對(duì)于Ti4+配位數(shù)為6對(duì)于Ba2+配位數(shù)為12符合鮑林第一規(guī)則鮑林第二規(guī)則——電價(jià)規(guī)則即負(fù)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(jù)鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)知其配位多面體不存在共棱或共面的情況，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)遵守鮑林規(guī)則。226硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？怎樣表征其學(xué)式？答：硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，但不同的結(jié)構(gòu)之間具有下面的共同特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)中的Si4+離子位于O2離子形成的四面體中心，構(gòu)成硅酸鹽晶體的基本結(jié)構(gòu)單元[SiO4]四面體。Si
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