【正文】 。 D. 5，當(dāng)Δ=(r1r2)/r115%、晶體結(jié)構(gòu)類型相同、電價(jià)相等，則生成________。 ，設(shè)D為實(shí)驗(yàn)測(cè)定密度值，D0為計(jì)算的理論密度，若D = D0，則固溶體為________。 ，當(dāng)Δ=(r1r2)/r1=1530%、晶體結(jié)構(gòu)類型相同、電價(jià)相等、電負(fù)性差值，則生成________。 ，設(shè)D為實(shí)驗(yàn)測(cè)定密度值，D0為計(jì)算的理論密度，若D D0，則固溶體為________。 ，液體的表面張力隨溫度的升高會(huì)________。 ，固體的表面能隨溫度的升高會(huì)________。 △P 總是________曲面的曲率中心。 。 ，相同物質(zhì)小晶粒的溶解度會(huì)________大顆粒的溶解度。 。 。 。 。 、陽離子的空位形成能不同 、陽離子的填隙形成能不同 ，任一點(diǎn)的________不隨時(shí)間變化。 。 ，溶質(zhì)原子的擴(kuò)散方式一般為________。 ，惰性標(biāo)記移動(dòng)的主要原因是________。 ，間隙擴(kuò)散的激活能要比空位擴(kuò)散的激活能________。 。 。 ，相變發(fā)生時(shí)，兩平衡相的________相等，但其一階偏微分不相等。 。 ，若相變過程是放熱過程，則該過程必須________。 ，密排的晶面表面能________。 A、最低 B、最高 C、適中 0060 B 0067C 0096. BD 0120. B 四、簡答題。解：晶體的內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間作有規(guī)律的重復(fù)排列，兼具短程有序和長程有序的結(jié)構(gòu)。而玻璃的內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)則呈近程有序而遠(yuǎn)程無序的無規(guī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或微晶子結(jié)構(gòu)。與非晶體比較晶體具有自限性、均一性、異向性、對(duì)稱性、最小內(nèi)能和穩(wěn)定性。？解：晶胞是指能夠充分反映整個(gè)晶體結(jié)構(gòu)特征的最小結(jié)構(gòu)單位，晶體可看成晶胞的無間隙堆垛而成。晶胞的形狀大小與對(duì)應(yīng)的單位平行六面體完全一致，并可用與平行六面體相同的參數(shù)來表征晶胞的幾何特征。其區(qū)別是單位平行六面體是不具任何物理、化學(xué)特征的幾何點(diǎn)（等同點(diǎn)）構(gòu)成的。而晶胞則是實(shí)在的具體質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成。，試說明面心立方緊密堆積中的八面體和四面體空隙的位置和數(shù)量。解：以NaCl晶胞中（001）面心的一個(gè)球（Cl離子）為例，它的正下方有1個(gè)八面體空隙（體心位置），與其對(duì)稱，正上方也有1個(gè)八面體空隙；前后左右各有1個(gè)八面體空隙（棱心位置）。所以共有6個(gè)八面體空隙與其直接相鄰，由于每個(gè)八面體空隙由6個(gè)球構(gòu)成，所以屬于這個(gè)球的八面體空隙數(shù)為61/6=1。在這個(gè)晶胞中，這個(gè)球還與另外2個(gè)面心、1個(gè)頂角上的球構(gòu)成4個(gè)四面體空隙（即1/8小立方體的體心位置）；由于對(duì)稱性，在上面的晶胞中，也有4個(gè)四面體空隙由這個(gè)參與構(gòu)成。所以共有8個(gè)四面體空隙與其直接相鄰，由于每個(gè)四面體空隙由4個(gè)球構(gòu)成，所以屬于這個(gè)球的四面體空隙數(shù)為81/4=2。以通用的表示法寫出晶體中各種點(diǎn)缺陷的表示符號(hào)。試舉例寫出CaCl2中Ca2+置換KCl中K+或進(jìn)入到KCl間隙中去的兩種點(diǎn)缺陷反應(yīng)表示式。 解：晶體結(jié)構(gòu)中的點(diǎn)缺陷類型共分：間隙原子、空位和雜質(zhì)原子等三種。在MX晶體中，間隙原子的表示符號(hào)為Mi或Xi；空位缺陷的表示符號(hào)為：VM或VX。如果進(jìn)入MX晶體的雜質(zhì)原子是A，則其表示符號(hào)可寫成：AM或AX（取代式）以及Ai（間隙式）。當(dāng)CaCl2中Ca2+置換KCl中K+而出現(xiàn)點(diǎn)缺陷，其缺陷反應(yīng)式如下：CaCl2++2ClClCaCl2中Ca2+進(jìn)入到KCl間隙中而形成點(diǎn)缺陷的反應(yīng)式為：CaCl2+2 +2ClCl，所謂位置平衡、電中性、質(zhì)量平衡是指什么？解：位置平衡是指在化合物MaXb中，M格點(diǎn)數(shù)與X格點(diǎn)數(shù)保持正確的比例關(guān)系，即M：X=a：b。電中性是指在方程式兩邊應(yīng)具有相同的有效電荷。質(zhì)量平衡是指方程式兩邊應(yīng)保持物質(zhì)質(zhì)量的守恒。解：刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)的異同點(diǎn)見下表所示?！∪行臀诲e(cuò)螺型位錯(cuò)與柏格斯矢量的位置關(guān)系柏格斯矢量與刃性位錯(cuò)線垂直柏格斯矢量與螺型位錯(cuò)線平行位錯(cuò)分類刃性位錯(cuò)有正負(fù)之分螺形位錯(cuò)分為左旋和右旋位錯(cuò)是否引起晶體畸變和形成應(yīng)力場(chǎng)引起晶體畸變和形成應(yīng)力場(chǎng)，且離位錯(cuò)線越遠(yuǎn)，晶格畸變?cè)叫∫鹁w畸變和形成應(yīng)力場(chǎng)，且離位錯(cuò)線越遠(yuǎn)，晶格畸變?cè)叫∥诲e(cuò)類型只有幾個(gè)原子間距的線缺陷只有幾個(gè)原子間距的線缺陷。解：離子尺寸因素 從晶體穩(wěn)定性考慮，相互替代的離子尺寸愈相近，則固溶體愈穩(wěn)定。若以r1和r2分別代表半徑大和半徑小的兩種離子的半徑。當(dāng)它們半徑差 15%時(shí)，形成連續(xù)置換型固溶體。若此值在15～30%時(shí)，可以形成有限置換型固溶體。而此值30%時(shí)，不能形成固溶體。晶體的結(jié)構(gòu)類型形成連續(xù)固溶體的兩個(gè)組分必須具有完全相同的晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)不同最多只能生成有限固溶體。離子的電價(jià)因素只有離子價(jià)相同或復(fù)合替代離子價(jià)總和相同時(shí)，才可能形成連續(xù)置換型固溶體。電負(fù)性因素電負(fù)性相近，有利于固溶體的生成。、相組成考慮，試比較固溶體與化合物、機(jī)械混合物的差別。解：從化學(xué)組成、相組成考慮，固溶體、化合物和機(jī)械混合物的區(qū)別以AO溶質(zhì)溶解在B2O3溶劑中為例列下表比較之 。比 較 項(xiàng)固 溶 體化 合 物機(jī) 械 混 合 物化學(xué)組成B2xAxO(x =0～2)AB2O4AO+B2O3相組成均勻單相單相兩相有界面。（a）判斷方程的合理性。（b）寫出每一方程對(duì)應(yīng)的固溶式。解： 3MgO2+ +3OO （1）2MgO2+ +2OO （2）YF3Y +F+2FF （3）2YF32Y ++6FF （4）（a）書寫缺陷方程首先考慮電價(jià)平衡，如方程（1）和（4）。在不等價(jià)置換時(shí)，3Mg2+ →2Al3+ ；2Y3+ →3Ca2+。這樣即可寫出一組缺陷方程。其次考慮不等價(jià)離子等量置換，如方程（2）和（3）2Mg2+ →2Al3+ ；Y3+ →Ca2+。這樣又可寫出一組缺陷方程。在這兩組方程中，從結(jié)晶化學(xué)的晶體穩(wěn)定性考慮，在離子晶體中除螢石型晶體結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生間隙型固溶體以外，由于離子晶體中陰離子緊密堆積，間隙陰離子或陽離子都會(huì)破壞晶體的穩(wěn)定性。因而間隙型缺陷在離子晶體中（除螢石型）較少見。上述四個(gè)方程以（2）和（3）較合理。當(dāng)然正確的判斷必須用固溶體密度測(cè)定法來決定。（b）(1)(2) (3) (4) 、Al2O3和Cr2O3，其正、。Al2O3和Cr2O3形成連續(xù)固溶體。 (a) 這個(gè)結(jié)果可能嗎？為什么？ (b) 試預(yù)計(jì)，在MgO－Cr2O3系統(tǒng)中的固溶度是有限還是很大？為什么？解：（a）Al2O3與Cr2O3有可能形成連續(xù)固溶體。因?yàn)椋孩?=10%＜15%②結(jié)構(gòu)類型相同，均屬剛玉型結(jié)構(gòu)。（b）對(duì)于MgO－Cr2O3系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)類型相差較大，前者為NaCl型，后者為剛玉型。雖然 ==%＜15%，也不可能形成完全互溶的固溶體，而只能是有限固溶?！猄iO2系統(tǒng)及RO—SiO2系統(tǒng)中隨著SiO2含量的增加，熔體的粘度將升高而表面張力則降低，說明原因。解：Na2OSiO2系統(tǒng)中，SiO2含量增加，η增大，σ減??；因?yàn)镾iO2含量增加，聚合離子團(tuán)尺寸增大，遷移阻力增大，η增大，e/r減小，相互作用力減小，σ減??；ROSiO2系統(tǒng)中，SiO2含量增加，η增大，σ減小；因?yàn)闊oSiO2時(shí)ROO2系統(tǒng)η很低，表面張力大；加入SiO2，系統(tǒng)中出現(xiàn)聚合離子團(tuán)，SiO2增加，聚合離子團(tuán)尺寸增大，數(shù)目增大，η增大，σ減小。、石英熔體、Na2O?2SiO2熔體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上的區(qū)別。石英晶體 石英熔體 Na2O?2SiO2 結(jié)構(gòu) [SiO4] 按共頂方式對(duì)稱有規(guī)律有序排列， 遠(yuǎn)程有序 基本結(jié)構(gòu)單元 [SiO4] 呈架狀結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)程無序 基本結(jié)構(gòu)單元 [Si6O18]12 呈六節(jié)環(huán)或八節(jié)環(huán)， 遠(yuǎn)程無序 性質(zhì) 固體無流動(dòng)性，熔點(diǎn)高，硬度大，導(dǎo)電性差，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，化學(xué)穩(wěn)定性好 有流動(dòng)性，η大，電導(dǎo)率大，表面張力大 有流動(dòng)性，η較石英熔體小，電導(dǎo)率大，表面張力大 。解：玻璃的介穩(wěn)性：熔體轉(zhuǎn)變?yōu)椴Ａн^程中，是快速冷卻，使玻璃在低溫下保留了高溫時(shí)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，玻璃態(tài)是能量的介穩(wěn)態(tài)，有自發(fā)放熱而轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的趨勢(shì)；玻璃無固定熔點(diǎn)：熔體的結(jié)晶過程中，系統(tǒng)必有多個(gè)相出現(xiàn)，有固定熔點(diǎn)；熔體向玻璃體轉(zhuǎn)變時(shí)，其過程是漸變的，無多個(gè)相出現(xiàn)，無固定的熔點(diǎn)，只有一個(gè)轉(zhuǎn)化溫度范圍。？ 解：影響熔體粘度的主要因素：溫度和熔體的組成。堿性氧化物含量增加，劇烈降低粘度。隨溫度降低，熔體粘度按指數(shù)關(guān)系遞增。 、SiO2玻璃、硅膠和SiO2熔體。它們的結(jié)構(gòu)有什么不同？ 解：利用X—射線檢測(cè)。晶體SiO2—質(zhì)點(diǎn)在三維空間做有規(guī)律的排列，各向異性。 SiO2熔體—內(nèi)部結(jié)構(gòu)為架狀，近程有序，遠(yuǎn)程無序。 SiO2玻璃—各向同性。 硅膠—疏松多孔。 。 解：結(jié)構(gòu)差異：硅酸鹽玻璃：石英玻璃是硅酸鹽玻璃的基礎(chǔ)。石英玻璃是硅氧四面體[SiO4]以頂角相連而組成的三維架狀結(jié)構(gòu)。由于Si—O—Si鍵角變動(dòng)范圍大，使石英玻璃中[SiO4]四面體排列成無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。SiO2是硅酸鹽玻璃中的主要氧化物。 硼酸鹽玻璃：B和O交替排列的平面六角環(huán)的B—O集團(tuán)是硼酸鹽玻璃的重要基元，這些環(huán)通過B—O—B鏈連成三維網(wǎng)絡(luò)。B2O3是網(wǎng)絡(luò)形成劑。這種連環(huán)結(jié)構(gòu)與石英玻璃硅氧四面體的不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)不同，任何O—B三角體的周圍空間并不完全被臨接的三角體所填充，兩個(gè)原子接近的可能性較小。 性能差異：硅酸鹽玻璃：試劑和氣體介質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性好、硬度高、生產(chǎn)方法簡單等優(yōu)點(diǎn)。 硼酸鹽玻璃：硼酸鹽玻璃有某些優(yōu)異的特性。例如：硼酐是唯一能用以制造有吸收慢中子的氧化物玻璃；氧化硼玻璃的轉(zhuǎn)化溫度比硅酸鹽玻璃低得多；硼對(duì)中子射線的靈敏度高，硼酸鹽玻璃作為原子反應(yīng)堆的窗口對(duì)材料起屏蔽中子射線的作用。 (如Na2O)加到SiO2熔體中，使氧硅比增加，當(dāng)O/Si≈～3時(shí)，即達(dá)到形成玻璃的極限，O/Si3時(shí)，則不能形成玻璃，為什么?解：在熔體結(jié)構(gòu)中，O/Si比值對(duì)應(yīng)著一定的聚集負(fù)離子團(tuán)結(jié)構(gòu)，如當(dāng)O/Si比值為2時(shí)，熔體中含有大小不等的歪扭的[SiO2]n聚集團(tuán)（即石英玻璃熔體）；隨著O/Si比值的增加，硅氧負(fù)離子集團(tuán)不斷變小，當(dāng)O/Si比值增至4時(shí)，硅氧負(fù)離子集團(tuán)全部拆散成為分立狀的[SiO4]4，這就很難形成玻璃。？ 解：硼反?，F(xiàn)象：隨著Na2O（R2O）含量的增加，橋氧數(shù)增大，熱膨脹系數(shù)逐漸下降。當(dāng)Na2O含量達(dá)到15%—16%時(shí)，橋氧又開始減少，熱膨脹系數(shù)重新上升，這種反常現(xiàn)象就是硼反?，F(xiàn)象。 硼反常現(xiàn)象原因：當(dāng)數(shù)量不多的堿金屬氧化物同B2O3一起熔融時(shí)，堿金屬所提供的氧不像熔融SiO2玻璃中作為非橋氧出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)中，而是使硼轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓸蜓踅M成的硼氧四面體。致使B2O3玻璃從原來二度空間層狀結(jié)構(gòu)部分轉(zhuǎn)變?yōu)槿瓤臻g的架狀結(jié)構(gòu)，從而加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并使玻璃的各種物理性能變好。這與相同條件下的硅酸鹽玻璃性能隨堿金屬或堿土金屬加入量的變化規(guī)律相反。，并比較兩種學(xué)說在解釋玻璃結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)和分歧。解：微晶學(xué)說：玻璃結(jié)構(gòu)是一種不連續(xù)的原子集合體，即無數(shù)“晶子”分散在無定形介質(zhì)中；“晶子”的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量取決于玻璃的化學(xué)組成，可以是獨(dú)立原子團(tuán)或一定組成的化合物和固溶體等微晶多相體，與該玻璃物系的相平衡有關(guān)；“晶子”不同于一般微晶，而是帶有晶格極度變形的微小有序區(qū)域，在“晶子”中心質(zhì)點(diǎn)排列較有規(guī)律，愈遠(yuǎn)離中心則變形程度愈大；從“晶子”部分到無定形部分的