【正文】 過渡是逐步完成的，兩者之間無明顯界限。無規(guī)則網(wǎng)絡學說：玻璃的結構與相應的晶體結構相似，同樣形成連續(xù)的三維空間網(wǎng)絡結構。但玻璃的網(wǎng)絡與晶體的網(wǎng)絡不同，玻璃的網(wǎng)絡是不規(guī)則的、非周期性的，因此玻璃的內能比晶體的內能要大。由于玻璃的強度與晶體的強度屬于同一個數(shù)量級，玻璃的內能與相應晶體的內能相差并不多，因此它們的結構單元（四面體或三角體）應是相同的，不同之處在與排列的周期性。微晶學說強調了玻璃結構的不均勻性、不連續(xù)性及有序性等方面特征，成功地解釋了玻璃折射率在加熱過程中的突變現(xiàn)象。網(wǎng)絡學說強調了玻璃中離子與多面體相互間排列的均勻性、連續(xù)性及無序性等方面結構特征。、生長速率隨DT變化的關系圖中，標出哪一條曲線代表成核速率，哪一條曲線代表生長速率？為什么？速率D TIVu速率TmIVu原因：低溫熔體粘度大，質點移動困難易聚結在一起而成核，即低溫有利于成核； 高溫熔體粘度小，質點移動速率大，晶核易相遇形成 大的晶核而長大，即高溫有利于生長。 ? 在固態(tài)下和液態(tài)下這兩者有何差別 ?解：表面張力：垂直作用在單位長度線段上的表面緊縮力或將物體表面增大一個單位所需作的功；σ=力/總長度N/m表面能：恒溫、恒壓、恒組成情況下，可逆地增加物系表面積須對物質所做的非體積功稱為表面能；J/m2 =N/m液體：不能承受剪應力，外力所做的功表現(xiàn)為表面積的擴展，因為表面張力與表面能數(shù)量是相同的；固體：能承受剪切應力，外力的作用表現(xiàn)為表面積的增加和部分的塑性形變，表面張力與表面能不等。，同一種物質，其固體的表面能要比液體的表面能大，試說明原因?！〗猓和环N物質，其液體固體的表面結構不同，液體分子可自由移動，總是通過形成球形表面來降低其表面能；固體則不能，固體質點不能自由移動，只能通過表面質點的極化、變形、重排來降低系統(tǒng)的表面能，固體表面處于高能量狀態(tài)（由于表面力的存在）。0022. 影響濕潤的因素有那些？ 解：⑴ 固體表面粗糙度 當真實接觸角θ小于90176。時，粗糙度越大，表面接觸角越小，就越容易濕潤；當θ大于90176。，則粗糙度越大，越不利于濕潤。 ⑵ 吸附膜 吸附膜的存在使接觸角增大，起著阻礙作用。 ？ 解：吸附是固體表面力場與吸附分子發(fā)出的力場相互作用的結果，它是發(fā)生在固體上的。根據(jù)相互作用力的性質不同，可分為物理吸附和化學吸附兩種。 物理吸附：由分子間引力引起的，這時吸附物分子與吸附劑晶格可看作是兩個分立的系統(tǒng)。 化學吸附：伴隨有電子轉移的鍵合過程，這時應把吸附分子與吸附劑晶格作為一個統(tǒng)一的系統(tǒng)來處理。 ？ 解：兩種不同熱膨脹系數(shù)的晶相，在高溫燃燒時，兩個相完全密合接觸，處于一種無應力狀態(tài)，但當它們冷卻時，由于熱膨脹系數(shù)不同，收縮不同，晶界中就會存在應力。晶界中的應力大則有可能在晶界上出現(xiàn)裂紋，甚至使多晶體破裂，小則保持在晶界內。 ？解：在573℃以下的低溫，SiO2的穩(wěn)定晶型為b －石英，加熱至573℃轉變?yōu)楦邷匦偷腶 －石英，這種轉變較快；冷卻時在同一溫度下以同樣的速度發(fā)生逆轉變。如果加熱速度過快，則a －石英過熱而在1600℃時熔融。如果加熱速度很慢，則在870℃轉變?yōu)閍 －鱗石英。a －鱗石英在加熱較快時，過熱到1670℃時熔融。當緩慢冷卻時，在870℃仍可逆地轉變?yōu)閍 －石英；當迅速冷卻時，沿虛線過冷，在163℃轉變?yōu)榻榉€(wěn)態(tài)的b －鱗石英，在117℃轉變?yōu)榻榉€(wěn)態(tài)的g －鱗石英。加熱時g －鱗石英仍在原轉變溫度以同樣的速度先后轉變?yōu)閎 －鱗石英和a －鱗石英。a －鱗石英緩慢加熱，在1470℃時轉變?yōu)閍 －方石英，繼續(xù)加熱到1713℃熔融。當緩慢冷卻時，在1470℃時可逆地轉變?yōu)閍 －鱗石英；當迅速冷卻時，沿虛 線過冷，在180～270℃轉變?yōu)榻榉€(wěn)狀態(tài)的b －方石英；當加熱b －方石英仍在180～270℃迅速轉變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)的a －方石英。熔融狀態(tài)的SiO2由于粘度很大，冷卻時往往成為過冷的液相－－石英玻璃。雖然它是介穩(wěn)態(tài)，由于粘度很大在常溫下可以長期不變。如果在1000℃以上持久加熱，也會產(chǎn)生析晶。熔融狀態(tài)的SiO2，只有極其緩慢的冷卻，才會在1713℃可逆地轉變?yōu)閍 －方石英。對SiO2的相圖進行分析發(fā)現(xiàn)，SiO2的所有處于介穩(wěn)狀態(tài)的熔體的飽和蒸汽壓都比相同溫度范圍內處于熱力學穩(wěn)定態(tài)的熔體的飽和蒸汽壓高。而理論和實踐證明，在給定的溫度范圍，具有最小蒸汽壓的相一定是最穩(wěn)定的相。所以由于晶型轉變速度不同，在不同的加熱或冷卻速率下，硅酸鹽制品中經(jīng)常出現(xiàn)介穩(wěn)態(tài)晶相。0026. 今有配料（1）3kg，配料（2）2kg，配料（3）5kg，若將此三配料混合加熱至完全熔融，試根據(jù)杠桿規(guī)則用作圖法求熔體的組成。解：根據(jù)題中所給條件，在濃度三角形中找到三個配料組成點的位置。連接配料（1）與配料（2）的組成點，按杠桿規(guī)則求其混合后的組成點。再將此點與配料（3）的組成點連接，此連線的中點即為所求的熔體組成點。0027. 說明影響固相反應的因素？ 解：反應物化學組成與結構的影響；顆粒度和分布影響；反應溫度、壓力、氣氛影響；礦化劑的影響。，要有一點過冷或過熱才能發(fā)生相變? 什么情況下需過冷，什么情況下需過熱，試證明之。解：由熱力學可知，在等溫、等壓下有 在平衡條件下，則有 式中：0是相變的平衡溫度；為相變熱。若在任意溫度的不平衡條件下，則有 若與不隨溫度而變化，將上式代入上式得： 可見，相變過程要自發(fā)進行，必須有，則。若相變過程放熱（如凝聚、結晶等）。要使，必須有，即，這表明系統(tǒng)必須“過冷”。若相變過程吸熱（如蒸發(fā)、熔融等），要滿足這一條件則必須，即，這表明系統(tǒng)要自發(fā)相變則必須“過熱”。，并舉一例說明之。解：硅酸鹽礦物按照硅氧四面體的連接方式進行分類，具體類型見下表。結構類型 共用氧數(shù) 形狀 絡陰離子 氧硅比 實例 島狀 0 四面體 [SiO4]4 4 鎂橄欖石Mg2[SiO4] 組群狀 1～2 六節(jié)環(huán) [Si6O18]12 ～3 綠寶石Be3Al2[Si6O18] 鏈狀 2～3 單鏈 [Si2O6]4 3～ 透輝石CaMg[Si2O6] 層狀 3 平面層 [Si4O10]4 滑石Mg3[Si4O10](OH)2 架狀 4 骨架 [SiO2] 2 石英SiO2 0030.（a）什么叫陽離子交換？答：在粘土礦物中，如果[AlO6]層中部分Al3+被Mg2+、Fe2+代替時，一些水化陽離子（如Na+、Ca2+等）進入層間，來平衡多余的負電荷，在一定條件下這些陽離子可以被其它陽離子交換，這種現(xiàn)象稱為陽離子交換。、蒙脫石陽離子交換容量差異的原因。答：高嶺石的陽離子交換容量較小，而蒙脫石的陽離子交換容量較大。因為高嶺石是1:1型結構，單網(wǎng)層與單網(wǎng)層之間以氫鍵相連，氫鍵強于范氏鍵，水化陽離子不易進入層間，因此陽離子交換容量較小。而蒙脫石是為2:1型結構，復網(wǎng)層間以范氏鍵相連，層間聯(lián)系較弱，水化陽離子容易進入復網(wǎng)層間以平衡多余的負電荷，因此蒙脫石的陽離子交換容量較大。、伊利石同晶取代的不同，說明在平衡負電荷時為什么前者以水化陽離子形式進入結構單元層，而后者以配位陽離子形式進入結構單元層。答：蒙脫石和伊利石均為2:1型結構。但是，蒙脫石的鋁氧八面體層中大約有1/3的Al3+被Mg2+所取代，平衡電荷的水化陽離子半徑大，而且水化陽離子與負電荷之間距離遠，覆網(wǎng)層之間的結合力弱，所以進入層間位置。伊利石的硅氧四面體層中約1/6的Si4+被Al3+所取代，K+進入復網(wǎng)層間以平衡多余的負電荷，K+位于上下二層硅氧層的六邊形網(wǎng)絡的中心，構成[KO12]，K+與硅氧層中的負電荷距離近，結合力較強，因此以配位離子形式進入結構單元。+、Mg2+、Ca2+，其鹵化物BeF2和SiO2結構同，MgF2與TiO2（金紅石型）結構同，CaF2則有螢石型結構，分析其原因。答：堿土金屬離子Be2+、Mg2+、Ca2+，隨著原子序數(shù)的增大，離子半徑逐漸增大，極化性能變化不大。當陰離子同為F時，使得其r+/r增大，配位數(shù)增大，由BeF2的4配位到MgF2的6配位，再到CaF2的8配位。，為什么其堆積系數(shù)僅為34%。答：為了分析晶體結構方便起見，金剛石結構中C原子可以看成按面心立方排列。但實際上由于C原子之間是共價鍵，具有方向性和飽和性，每個C原子只與4個C原子形成價鍵（緊密相鄰），所以并沒有達到緊密堆積（緊密堆積時每個原子同時與12個原子緊密相鄰），其晶體結構內部存在很多空隙。所以其堆積系數(shù)僅為34%，%。 ，而它們與水作用時則CaO要比MgO活潑，試解釋之。解：rMg2+與rCa2+不同，rCa2+ rMg2+，使CaO結構較MgO疏松，H2O易于進入，所以活潑。：Mg2[SiO4]，K[AISi3O8]，CaMg[Si2O6]， Mg3[Si4O10](OH)2，Ca2Al[AlSiO7]。解：島狀；架狀；單鏈；層狀（復網(wǎng)）；組群（雙四面體）。[Si4O11](OH)2具有纖維狀結晶習性，而滑石Mg2[Si4O10](OH)2卻具有片狀結晶習性，試解釋之。解：透閃石雙鏈結構，鏈內的SiO鍵要比鏈間的CaO、MgO鍵強很多，所以很容易沿鏈間結合力較弱處劈裂成為纖維狀；滑石復網(wǎng)層結構，復網(wǎng)層由兩個[SiO4]層和中間的水鎂石層結構構成，復網(wǎng)層與復網(wǎng)層之間靠教弱的分之間作用力聯(lián)系，因分子間力弱，所以易沿分子間力聯(lián)系處解理成片狀。、滑石和高嶺石具有層狀結構，說明它們結構的區(qū)別及由此引起的性質上的差異。解：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(wǎng)狀結構。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。，Al3+為什么能部分置換硅氧骨架中的Si4+；(2) Al3+置換Si4+后，對硅酸鹽組成有何影響?　　　　(3)用電價規(guī)則說明Al3+置換骨架中的Si4+時，通常不超過一半，否則將使結構不穩(wěn)定。解：（1）Al3+可與O2形成[AlO4]5；Al3+與Si4+處于第二周期，性質類似，易于進入硅酸鹽晶體結構中與Si4+發(fā)生同晶取代，由于鮑林規(guī)則，只能部分取代；（2）Al3+置換Si4+是部分取代，Al3+取代Si4+時，結構單元[AlSiO4][ASiO5]，失去了電中性，有過剩的負電荷，為了保持電中性，將有一些半徑較大而電荷較低的陽離子如K+、Ca2+、Ba2+進入結構中；（3）設Al3+置換了一半的Si4+，則O2與一個Si4+一個Al3+相連，陽離子靜電鍵強度=3/41+4/41=7/4，O2電荷數(shù)為2，二者相差為1/4，若取代超過一半，二者相差必然1/4，造成結構不穩(wěn)定。 ，并說明原因。答：如水泥與混凝土集料之間，表面愈粗糙，潤濕性愈好；陶瓷元件表面被銀，必須先將瓷件表面磨平并拋光，才能提高瓷件與銀層之間潤濕性。原因：當真實接觸角小于90186。時，粗糙度愈大，就容易潤濕；當真實接觸角大于90186。時，則粗糙度愈大，愈不利于潤濕。D晶內？答：晶界上質點排列結構不同于內部， 較晶體內疏松， 原子排列混亂， 存在著許多空位、位錯、鍵變形等缺陷， 使之處于應力畸變狀態(tài)，具有較高能量， 質點在晶界遷移所需活化能較晶內為小，擴散系數(shù)為大。（內部條件）答：熔體在冷卻過程中，會出現(xiàn)三種相變過程：結晶化、玻璃化和分相。熔體在冷卻過程中發(fā)生何種相變取決于熔體組成和冷卻速率。⑴ 結晶化：有序度不斷增加，直到釋放全部多余能量而使整個熔體晶化為止。⑵ 玻璃化：過冷熔體在轉變溫度Tg硬化為固態(tài)玻璃的過程。⑶ 分相：質點遷移過程使熔體內某些組成偏聚，從而形成互不混溶的組成不同的兩個玻璃相。⑷ 比較：玻璃化和分相均沒有釋放出全部多余的能量，因此與結晶化比較，玻璃化和分相都處于比較能量高的亞穩(wěn)態(tài)。然而由于玻璃與晶體的內能差值不大，故析晶能力比較小，因此這種亞穩(wěn)態(tài)在實際上能夠長時間穩(wěn)定存在。：答：⑴楊氏模型中假設球形顆粒反應截面積始終不變，而金氏模型中假設反應產(chǎn)物層厚度x隨時間而向球中心推進。⑵楊氏方程僅適用轉化率，而金氏方程能適應更大的反應程度，適合轉化率。⑶金氏方程有較好的普遍性，可從其方程本身得到進一步的說明。 答：①前者胚體內晶粒尺寸均勻生長，服從公式DL ∝d/f，而后者是個別晶粒異常生長，不服從該公式。②前者是平均尺寸增長，不存在晶核，界面處于平衡狀態(tài)，界面無應力，而后者的大晶粒界面上有應力存在。③前者氣孔都維持在晶界上或晶界交匯處，而后者氣孔被包裹到晶核內部。NaCl形成肖特基缺陷； AgI形成弗侖克爾缺陷（Ag+進入間隙）；TiO2摻入到Nb2O3中，請寫出二個合理的方程，并判斷可能成立的方程是哪一種？再寫出每個方程的固溶體的化學式。NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶體。CaCl2溶解到KCI中形成間隙固溶體解： O?VNa 180。+VCl˙ AgAg→Agi˙+VAg180。 3TiO23TiNb˙+VNb180。180。180。+6OO Nb24xTi3xO3 可能成立 2TiO22TiNb˙+Oi180。180。+3OO Nb22xTi2xO3+x NaClNaCa180。+ClCl+VCl˙CaCl2 (2kCl)→ Cai。+2Clcl+2Vk， ：為什么非均相成核比均相成核更易進行？ 解：因為△Gc =△（θ）并且：f（θ）=(2+COSθ)(1 COSθ)2/4，當：θ=90度時，f（θ）=(2+COSθ)(1 COSθ)2/4=(2+0)(1 0)2/4=2/4=1/2，所