内容发布更新时间 : 2024/4/28 22:03:59星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

32. 某固溶体中含有x (MgO)为30%，x (LiF)为70%。a) 试计算Li，Mg，F和O之质量分数；b) 若

MgO的密度为3.6g/cm，LiF的密度为2.6 g/cm，那么该固溶体的密度为多少？

33. 铯与氯的离子半径分别为0.167nm，0.181nm,试问a)在氯化铯内离子在<100>或<111>方向是否相接

触？b)每个单位晶胞内有几个离子？c)各离子的配位数是多少？d) ρ和K？

+

-3

3

+12+-12-

34. K和Cl的离子半径分别为0.133nm，0.181nm，KCl具有CsCl型结构，试求其ρ和K？ 35. Al和O的离子半径分别为0.051nm，0.132nm，试求Al2O3的配位数。

3+

2-

36. ZrO2固溶体中每6个Zr离子同时有一个Ca离子加入就可能形成一立方体晶格ZrO2。若此阳离子形成fcc结构，而O离子则位于四面体间隙位置。计算a) 100个阳离子需要有多少O离子存在？b) 四面体间距位置被占据的百分比为多少？ 37. 试计算金刚石结构的致密度。

2-2-

4+2+

38. 金刚石为碳的一种晶体结构，其晶格常数a=0.357nm，当它转换成石墨(

体积改变百分数？

39. Si具有金刚石型结构，试求Si的四面体结构中两共价键间的夹角。

?????g/cm)结构时，求其

3

40. 结晶态的聚乙烯分子结构如图2-3所示，其晶格属斜方晶系，晶格常数a=0.74nm，b=0.492nm，

c=0.253nm，两条分子链贯穿一个晶胞。a) 试计算完全结晶态的聚乙烯的密度；b) 若完整非晶态聚乙烯的密度为0.9g/cm，而通常商用的低密度聚乙烯的密度为0.92g/cm，高密度聚乙烯的密度为0.96g/cm，试估算上述两种情况下聚乙烯的结晶体积分数。

41. 聚丙烯是由丙烯聚合而成，其化学式是C3H6，结晶态聚丙烯属单斜晶系，其晶格常数a=0.665nm，

b=2.096nm，c=0.65nm，α=γ=90°,β=99.3°，其密度ρ=0.91g/cm。试计算结晶态聚丙烯的单位晶胞中C和H原子的数目。

3

3

3

3

42. 已知线性聚四氟乙烯的数均相对分子质量为5?10，其C-C键长为0.154nm，键角

其总链长L和均方根长度。

43. 何谓玻璃？从内部原子排列和性能上看，非晶态和晶态物质主要区别何在？

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为109°，试计算

44. 有一含有苏打的玻璃，SiO2的质量分数为80%，而Na2O的质量分数为20%，。试计算形成非搭桥的O原子数分数。

习题答案

9

8.

13. a)

b）

d)

17.

18.

;

19.

20. bcc结构。

22. K=0.466

固态物质可分为晶体和非晶体两大类。 晶体的性能是与内部结构密切相关的。

为了便于了解晶体结构，首先引入一个\空间点阵\的概念。根据\每个阵点的周围环境相同\和六个点阵参数间的相互关系，可将晶体分为7个晶系，14种布拉菲点阵。晶胞是能反映点阵对称性、具有代表性的基本单元（最小平行六面体），其不同方向的晶向和晶面可用密勒指数加以标注，并可采用极射投影方法来分析晶面和晶向的相对位向关系。

在晶体结构中，最常见的是面心立方(fcc)、体心立方（bcc）和密排六方(hcp)三种典型结构，其中fcc和hcp系密排结构，具有最高的致密度和配位数。这三种典型结构的晶胞分别含有4、2、6个原子。利用刚球模型可以算出晶体结构中的间隙，以及点阵常数与原子半径之间的关系。

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金属晶体的结合键是金属键，故往往构成具有高度对称性的简单晶体结构，如fcc、bcc和hcp等。但是，工业上广泛使用的金属材料绝大多数是合金。由于合金元素的加入，使形成的合金相结构变得复杂。合金组元之间的相互作用及其所形成的合金相的性质主要是由它们各自的电化学因素、原子尺寸因素和电子浓度三个因素控制的。合金相基本上可分为固溶体和中间相两大类。

固溶体保持溶剂的晶体结构类型。根据溶质在固溶体点阵中的位置可分为置换固溶体和间隙固溶体；按固溶度则分为有限固溶体和无限固溶体；而按溶质在固溶体中的排布则分为无序固溶体和有序固溶体；若按溶剂分类则有第一类固溶体和第二类固溶体之分。

中间相的晶体结构不同于其组元的结构，它通常可用化合物的化学分子式表示。中间相根据其主导影响因素可分为正常价化合物，电子化合物，间隙相与间隙化合物，拓扑密堆相等。

离子晶体是以正负离子为结合单元的，其结合键为离子键。Pauling在实验基础上，用离子键理论，归纳总结出离子晶体的如下结构规则：负离子配位多面体规则、电价规则、负离子多面体共用顶、棱和面的规则，不同种类正离子配位多面体间连接规则和节约规则等。它们在分析、理解晶体结构时简单明瞭，突出了结构特点。

典型的离子晶体结构是NaCl型，自然界有几百种化合物都属于此种结构。它属于立方晶系，Fm3m空间群，可以看成分别由Na+和CL-构成两个fcc结构相互在棱边上穿插而成。

在无机非金属材料中，硅酸盐晶体结构尤其复杂，有孤岛状、组群状、链状、层状和骨架状结构等。但它们有一个共同特点，即均具有[SiO4]4-四面体，并遵循由此导出的硅酸盐结构定律。

共价晶体是以共价键结合。共价晶体的共同特点是配位数服从8-N法则（N为原子的价电子数）。 最典型的共价晶体结构是金刚石结构。它属于复杂的fcc结构，可视为两个fcc晶胞沿体对角线相对位移1/4距离穿插而成。

聚合物晶态结构是其聚集态结构（三次结构）中的一大类。由于大分子结构的缘故，聚合物的结晶是分子结晶，一个大分子可以贯穿若干个晶胞，结晶速度慢且存在结晶不完整性。

聚合物的晶态多种多样，主要由单晶、片晶、球晶、树枝状晶、孪晶和串晶等。由于聚合物的晶态结构相当复杂，可用缨状微束模型、折叠链模型、伸直链模型、串晶或球晶结构模型以及Hosemann模型来加以描述。

固态物质中除各种晶体外，另一大类称为非晶体。由于非晶态物质内的原子排列在三维空间不具有长程有序和周期性，故决定了它在性质上是各向同性的，且没有固定的熔点（对玻璃而言，存在一个玻璃转变温

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度）。但是应注意固态物质虽有晶体和非晶体之分，然在一定条件下，两者是可以相互转换的。 重点与难点

1. 选取晶胞的原则；

2

. 7个晶系，14种布拉菲空间点阵的特征； 3. 晶向指数与晶面指数的标注； 4. 晶面间距的确定与计算； 5. 晶体的对称元素与32种点阵； 6. 极射投影与Wulff网；

7. 三种典型金属晶体结构的晶体学特点； 8. 晶体中的原子堆垛方式和间隙； 9. 固溶体的分类及其结构特点； 10. 影响固溶体固溶度的因素；

11. 超结构的类型和影响有序化的因素； 12. 中间相的分类及其结构特点； 13. 离子晶体的结构规则；

14. NaCl型、A2B2型和硅酸盐晶体结构特点； 15. 金刚石型共价晶体结构特点；

16. 聚合物晶态结构模型，晶体形态及其结构特点； 17. 非晶态结构及其性能与晶体结构的区别。 重要概念与名词 晶体，非晶体；

晶体结构，空间点阵，阵点，晶胞，7个晶系，14种布拉菲点阵； 宏观对称元素，微观对称元素，点群，空间群； 极射投影，极点，吴氏网，标准投影；

晶向指数，晶面指数，晶向族，晶面族，晶带轴，共价面，晶面间距； 面心立方，体心立方，密排立方，多晶型性，同素异构体；

点阵常数，晶胞原子数，配位数，致密度，四面体间隙，八面体间隙； 合金，相，固溶体，中间相，短程有序参数a，长程有序参数S；

置换固溶体，间隙固溶体，有限固溶体，无限固溶体，无序固溶体，有序固溶体； 正常价化合物，电子化合物，电子浓度，间隙相，间隙化合物，拓扑密堆相；

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