材料化學(xué)習(xí)題答案(完整版

1、第二章2.1 擴(kuò)散常常是固相反應(yīng)的決速步驟，請說明：1) 在用MgO和為反應(yīng)物制備尖晶石時，應(yīng)該采用哪些方法加快固相反應(yīng)進(jìn)行？2) 在利用固相反應(yīng)制備氧化物陶瓷材料時，人們常常先利用溶膠-凝膠或共沉淀法得到前體物，再于高溫下反應(yīng)制備所需產(chǎn)物，請說明原因。3) “軟化學(xué)合成”是近些年在固體化學(xué)和材料化學(xué)制備中廣泛使用的方法，請說明“軟化學(xué)”合成的主要含義，及其在固體化學(xué)和材料化學(xué)中所起的作用和意義。答：1. 詳見P6 A.加大反應(yīng)固體原料的表面積及各種原料顆粒之間的接觸面積；B.擴(kuò)大產(chǎn)物相的成核速率C.擴(kuò)大離子通過各種物相特別是產(chǎn)物物相的擴(kuò)散速率。2. 詳見P7最后一段P8 2.2節(jié)一二段 固相

2、反應(yīng)中反應(yīng)物顆粒較大，為了使擴(kuò)散反應(yīng)能夠進(jìn)行，就得使得反應(yīng)溫度很高，并且機(jī)械的方法混合原料很難混合均勻。共沉淀法便是使得反應(yīng)原料在高溫反映前就已經(jīng)達(dá)到原子水平的混合，可大大的加快反應(yīng)速度； 由于制備很多材料時，它們的組分之間不能形成固溶的共沉淀體系，為了克服這個限制，發(fā)展了溶膠-凝膠法，這個方法可以使反應(yīng)物在原子水平上達(dá)到均勻的混合，并且使用范圍廣。3. P22 “軟化學(xué)”即就是研究在溫和的反應(yīng)條件下，緩慢的反應(yīng)進(jìn)程中，采取迂回步驟以制備有關(guān)材料的化學(xué)領(lǐng)域。 2.2 請解釋為什么在大多數(shù)情況下固體間的反應(yīng)很慢，怎樣才能加快反應(yīng)速率？答：P6以MgO和反應(yīng)生成為例，反應(yīng)的第一步是生成晶核，其晶核

3、的生長是比較困難的，和的擴(kuò)散速率是反應(yīng)速率的決速步，因為擴(kuò)散速率很慢，所以反應(yīng)速率很慢，加快反應(yīng)速率的方法見2.1（1）。第三章（張芬華整理）3.1 說明在簡單立方堆積、立方密堆積、六方密堆積、體心立方堆積和hc型堆積中原子的配位情況。答：簡單立方堆積、 6 立方密堆積、 12 六方密堆積、 12 體心立方堆積 8hc型堆積 123.2 為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，a=3.905，計算Sr-O，Ti-O鍵長和密度。答：立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)為立方最密堆積，其中各原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為Ti（0，0，0），Sr（1/2,1/2,1/2），O（0，0，1/2）Sr-O鍵長：Ti-O鍵長：3.3 具有相關(guān)的結(jié)構(gòu)，在原點和體心位置

4、上分別是Nb和O的空位，畫出的結(jié)構(gòu)圖，討論其中的八面體金屬簇的三維結(jié)構(gòu)。答：P48 圖3.12 （c） 是目前為止發(fā)現(xiàn)的唯一具有三維結(jié)構(gòu)八面體原子簇的化合物，八面體原子簇的三維連接要求陰離子的尺寸與金屬簇的空隙相當(dāng)。（詳細(xì)參考P49第一段）3.4 說明和結(jié)構(gòu)的特征和異同。答：和為層型分子，在晶體中，層型分子沿垂直于層的方向堆積，作六方最密堆積，離子填入其中部分八面體空隙，各層相對位置為。晶體中作立方最密堆積，交替的一層填滿一層空缺的填入八面體空隙中，相對位置表示為。 （詳細(xì)參考結(jié)構(gòu)化學(xué)P290）3.5 陰離子具有立方密堆積，以下方式充填陽離子可以得到什么類型：（1） 陽離子填滿所有四面體格位

5、反螢石結(jié)構(gòu)（2） 陽離子充填1/2四面體格位 尖晶石結(jié)構(gòu)（共棱）（3） 陽離子填滿所有八面體格位 結(jié)構(gòu)（共邊）（4） 陽離子充填1/2八面體格位 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)（共頂點）3.6 陰離子具有六方密堆積，以下方式充填陽離子可以得到什么類型：（5） 陽離子填滿所有四面體格位 金紅石結(jié)構(gòu)（共頂點）（6） 陽離子充填1/2四面體格位 六方硫化鋅結(jié)構(gòu)（共頂點）（7） 陽離子填滿所有八面體格位 NiAs結(jié)構(gòu)和WC結(jié)構(gòu)（共邊）（8） 陽離子充填1/2八面體格位 結(jié)構(gòu)（六方鈣鈦礦）第七章7.1 一種晶體具有中心對稱，它是否具有以下性質(zhì)：介電、鐵電、熱釋電、壓電？答：一個晶體具有中心對稱，它具有介電性質(zhì)，不具有鐵電，

6、熱釋電，壓電性質(zhì)。1 所有三十二種點群都具有介電性質(zhì)；2 鐵電和熱釋電屬于具有一階張量描述的物理性質(zhì)，晶體應(yīng)該屬于極性晶類，有中心對稱的晶體不具有奇數(shù)階張量描述的物理性質(zhì)；3 壓點性質(zhì)屬于具有三階張量描述的性質(zhì)。7.2 說明Neumann規(guī)則和Curie規(guī)則的基本要點。答：具體見P139140Neumann規(guī)則基本要點：晶體任一物理性質(zhì)所具有的對稱性，必包含晶體點群的全部對稱操作。（討論的是物理性質(zhì)與晶體對稱性之間的關(guān)系）Neumann規(guī)則中：1) 只要求晶體物理性質(zhì)的對稱性包含晶體的對稱性；2) 晶體物理性質(zhì)的對稱性常高于晶體的對稱性；3) 確定晶體的對稱操作一定要包含晶體所屬點群的所有對稱

7、操作，限定了物理性質(zhì)的最低對稱性。 Curie規(guī)則基本要點：晶體在受到外場作用后，晶體的對稱操作僅保留晶體原有對稱操作中與外場一致的部分，在外場對稱性高于晶體對稱性時，晶體的對稱性保持不變；在外場的對稱性低于晶體對稱性時，晶體的對稱性降低。（討論外加物理場對晶體對稱性的影響）第八章8.1 在393K發(fā)生從四方到立方結(jié)構(gòu)的相變，空間群從P4mm轉(zhuǎn)變?yōu)镻m3m，回答并說明原因：四方結(jié)構(gòu)的是否可以具有熱釋電性質(zhì)和鐵電性質(zhì)；立方結(jié)構(gòu)的是否可以具有介電性質(zhì)、壓電性質(zhì)和熱釋電性質(zhì)。答：1 四方的屬于極性點群，具有熱釋電性質(zhì)具有鐵電性質(zhì)（P156下面）2 立方的不屬于極性點群，不具有熱釋電性質(zhì)；32個點群的

8、晶體均具有介電性質(zhì)；具有壓電性質(zhì)8.2 材料的熱釋電和鐵電效應(yīng)是用一階張量描述的物理性質(zhì)，只有極性晶類的晶體才能具有這些性質(zhì)，在實際中人們發(fā)現(xiàn)所有的極性晶類的晶體都具有熱釋電效應(yīng)，而其中的一小部分可以表現(xiàn)出鐵電效應(yīng)，請說明原因。答：詳見P156第一段。在三十二種點群中，具有熱釋電效應(yīng)的10類極性晶體都可能具有鐵電性質(zhì)，但并非所有的熱釋電效應(yīng)都可以表現(xiàn)出鐵電性質(zhì)，一些熱釋電材料自發(fā)極化反轉(zhuǎn)需要較高的外加電場，如所需電場高于擊穿電壓，材料就無法表現(xiàn)出鐵電性質(zhì)。因此，從材料的內(nèi)稟性質(zhì)上講鐵電與熱釋電材料屬于同一類，具有鐵電性質(zhì)的晶體一定具有熱釋電性質(zhì)，但具有熱釋電性質(zhì)的晶體不一定能夠?qū)崿F(xiàn)鐵電性質(zhì)。第

9、九章9.1 比較并說明和結(jié)構(gòu)的異同。答：詳見P182下面一段。 是層狀鈣鈦礦系列化合物中n=1的物相，其中銅氧八面體公用頂點形成二維鈣鈦礦單層，層間的離子按NaCL（100）面方式排列。也可以看作是四方配位的銅氧層與NaCL結(jié)構(gòu)的雙層構(gòu)成，化合物中的銅離子為二價。 也是一種層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中的銅氧層仍然是四方，與系列化合物結(jié)構(gòu)不同，四方銅氧層被結(jié)構(gòu)的層隔開。高價離子部分取代中的稀土離子，可以使部分變?yōu)?。第十二章（紅色字體表示沒有準(zhǔn)確的答案）121下列哪些現(xiàn)象屬于非平衡輻射發(fā)光？（1） 在253nm紫外激發(fā)下， :Eu發(fā)出紅色的光；（2） BaFCl:Eu材料的熱釋發(fā)光；（3） 白紙燈發(fā)光；

10、（4） X射線熒光；（5） 月光。答：非平衡輻射是指在某種外界作用的激發(fā)下，體系偏離原來的平衡態(tài)，如果物體在回復(fù)到平衡態(tài)過程中，其多余的能量以光輻射的形式釋放出來，則稱為發(fā)光。發(fā)光是一種疊加在熱輻射背景上的非平衡輻射。 由以上定義，可以判斷（1）屬于非平衡輻射發(fā)光； （5）不屬于；12.2哪些光譜包含了材料的光吸收特性？（1） 吸收光譜；（2）熒光發(fā)射光譜；（3）激發(fā)光譜；（4）反射光譜；（5）熱釋發(fā)光光譜。答：（2）、（3）、(4)12.3在紫外光激發(fā)下，:，發(fā)射的特征綠光，指出材料的基質(zhì)、激活劑和敏化劑。答;基質(zhì)，激活劑，敏化劑12.4以激發(fā)方式分類，說出5類發(fā)光材料的名稱。答：分立中心發(fā)

11、光材料、復(fù)合發(fā)光材料、復(fù)合離子發(fā)光材料或自己激活發(fā)光材料、12.5在下面的圖中給出了某種發(fā)光材料的3條譜圖。請指出哪一條是反射光譜、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，并估計該材料的發(fā)光顏色。答：（a）是激發(fā)光譜（b）是反射光譜（c）是發(fā)射光譜12.6什么是Stokes位移，什么是反Stokes位移？答：由于熒光物質(zhì)分子吸收的光能經(jīng)過無輻射去激的消耗后,降至S1態(tài)的最低振蕩能級,因而所發(fā)射的熒光的波長比激發(fā)光長,能量比激發(fā)光小,這種現(xiàn)象稱為stokes位移.反之,稱為反斯托克斯線 。12.7根據(jù)發(fā)光機(jī)理，無機(jī)固體發(fā)光材料中發(fā)光過程可分立中心發(fā)光，復(fù)合發(fā)光和電荷遷移態(tài)發(fā)光。請指出下列材料各屬于哪種機(jī)理的發(fā)光：(

12、1) :Eu(2)ZnS:Ag,Cl(3)(4)(5)（ZnCd）S：Cu，Al(6)(7):(8)答：分立發(fā)光中心(1) (4）(7) (8)復(fù)合發(fā)光(2)(5)電荷遷移態(tài)發(fā)光 (3）（6）12.8下面那些離子可以作為激活劑，哪些不可以？，答：激活劑；、12.9在制備綠色熒光體：時，若原料中混入月1%的下列離子（）估計它們分別對該材料的發(fā)光性能會有何影響答：發(fā)光材料中可以看到很強(qiáng)的-躍遷發(fā)射，熒光壽命較長； 激發(fā)光譜和發(fā)射光譜都為寬的帶譜。 ：穩(wěn)定性好、發(fā)光效率高、色純度好；以這兩種為激活劑的發(fā)光材料激發(fā)和發(fā)射效率高，而且熒光壽命短。 ：能級豐富，能級間隔窄，在發(fā)光材料中起著焠滅劑的作用；發(fā)

13、射光譜大多為一個帶譜，且與最低激發(fā)譜帶有一定的交疊。12.10簡述位形坐標(biāo)模型的要點，并用該模型解釋Stokes位移和溫度粗滅現(xiàn)象。答：參見課本P242和P244位型坐標(biāo)模型：（1）縱坐標(biāo)表示包括發(fā)光中心離子及其周圍離子在內(nèi)的系統(tǒng)能量，這個能量包含電子和離子的勢能和相互作用能；（2）橫坐標(biāo)表示中心離子及其周圍離子互相作用的坐標(biāo)，它是包括離子之間相對位置等因素在內(nèi)的一個籠統(tǒng)的空間概念。Stokes位移現(xiàn)象的解釋：將能量E對Q作圖，得到體系的基態(tài)狀態(tài)g為一拋物線，Q表示基態(tài)的平衡距離。圖上的拋物線表示體系的激發(fā)態(tài)狀態(tài)e，Q是激發(fā)態(tài)的平衡距離。在低溫下，材料吸收能量時，電子多半從基態(tài)的最低點Q開始躍

14、遷，到達(dá)激發(fā)態(tài)拋物線上側(cè)面一點，其能量為激發(fā)能。當(dāng)吸收能量躍遷到激發(fā)態(tài)后，體系會很快回到激發(fā)態(tài)的最低能級，將多余的能量傳遞給周圍離子，當(dāng)體系從激發(fā)態(tài)躍遷回到基態(tài)，這時體系發(fā)射的能量為。這兩者只差就是Stokes位移。 使發(fā)光被削弱或甚至完全消失的現(xiàn)象稱為猝滅。常見的引起猝滅的因素有：發(fā)光體的溫度上升，這時引起的或加強(qiáng)的猝滅，稱為溫度猝滅 。12.11產(chǎn)生激光的過程是怎么樣的？什么樣的材料可以作為激光材料？答：參考P262第二段在某種基質(zhì)晶體中摻入少量的光學(xué)活性離子，這種活性離子可以在基質(zhì)禁帶中形成分立的能級-基態(tài)和激發(fā)態(tài)。在穩(wěn)定狀態(tài)下，電子在各能級的占據(jù)率符合Fermi分布，即占據(jù)基態(tài)的電子數(shù)

15、遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激發(fā)態(tài)。能夠產(chǎn)生受激輻射的關(guān)鍵是材料具有亞穩(wěn)激發(fā)態(tài)能級，能夠產(chǎn)生”布局?jǐn)?shù)反轉(zhuǎn)“狀態(tài)。材料需要有亞穩(wěn)態(tài)的激發(fā)態(tài)能級就可以作為激光材料。12.12非線性光學(xué)材料對材料的對稱性有什么要求？產(chǎn)生二次諧波的微觀機(jī)理是怎樣的？答：（1）材料的二階非線性系數(shù)是三階張量描述的性質(zhì)，要使二階非線性系數(shù)不為零，要求晶體 不具有對稱中心。 （2）諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線性負(fù)載所致。當(dāng)電流流經(jīng)負(fù)載時，與所加的電壓不呈線性關(guān)系，就形成非正弦電流，從而產(chǎn)生諧波。諧波頻率是基波頻率的整倍數(shù)，根據(jù)法國數(shù)學(xué)家傅立葉(MFourier)分析原理證明，任何重復(fù)的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數(shù)的諧波的正弦

16、波分量。諧波是正弦波，每個諧波都具有不同的頻率，幅度與相角。諧波可以I區(qū)分為偶次與奇次性，第3、5、7次編號的為奇次諧波，而2、4、6、8等為偶次諧波，如基波為50Hz時，2次諧波為l00Hz，3次諧波則是150Hz。第十六章16.1 對于無機(jī)材料，其組成、結(jié)構(gòu)和性能都有兩個層次的含義，簡要敘述這些含義。答：P341 表16.1項目含義一含義二組成元素組成相組成，缺陷組成結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)及晶體結(jié)構(gòu)亞微觀結(jié)構(gòu)（）性能一般物化性能（密度、熔點、穩(wěn)定性等）與材料的應(yīng)用相聯(lián)系的光、電、磁等物理性能16.2 單晶x衍射和多晶（粉末）x射線衍射各自的特點是什么？答：書上參考P342 網(wǎng)上的參考答案：X射線衍射

17、法因晶體的是單晶還是多晶分為x射線單晶衍射法和X射線多晶衍射法。單晶X射線衍射分析的基本方法為勞埃法、周轉(zhuǎn)晶體法和四圓單晶衍射儀法。書上還會有別的方法，因不太常用在此不再啰述?，F(xiàn)在最常用的是四圓單晶衍射儀測單晶。勞埃法改變波長、以光源發(fā)出連續(xù)X射線照射置于樣品臺上靜止的單晶體樣品，用平板底片記錄產(chǎn)生的衍射線。根據(jù)底片位置的不同，勞埃法可以分為透射勞埃法和背射勞埃法。背射勞埃法不受樣品厚度和吸收的限制，是常用的方法。勞埃法的衍射花樣由若干勞埃斑組成，每一個勞埃斑相應(yīng)于晶面的1n級反射，各勞埃斑的分布構(gòu)成一條晶帶曲線。周轉(zhuǎn)晶體法：周轉(zhuǎn)晶體法以單色X射線照射轉(zhuǎn)動的單晶樣品，用以樣品轉(zhuǎn)動軸為軸線的圓柱

18、形底片記錄產(chǎn)生的衍射線，在底片上形成分立的衍射斑。這樣的衍射花樣容易準(zhǔn)確測定晶體的衍射方向和衍射強(qiáng)度，適用于未知晶體的結(jié)構(gòu)分析。周轉(zhuǎn)晶體法很容易分析對稱性較低的晶體(如正交、單斜、三斜等晶系晶體)。 四圓單晶衍射儀法是轉(zhuǎn)動晶體。以四個圓的轉(zhuǎn)動變量、和2進(jìn)行晶體和計數(shù)器的轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)倒格點與埃瓦爾德(Ewald)衍射球球面相遇產(chǎn)生衍射的必要條件。圓對應(yīng)于安置晶體的測角頭的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，圓對應(yīng)于測角頭在其所坐落的儀器金屬環(huán)內(nèi)側(cè)圓上的轉(zhuǎn)動，圓對應(yīng)于金屬環(huán)繞中垂線(Z軸)進(jìn)行的轉(zhuǎn)動，2圓則對應(yīng)于為保持衍射方向相對于入射X射線為2的角度所需進(jìn)行計數(shù)器的轉(zhuǎn)動。是常用的測量單晶衍射的方法X多晶衍射法包括：照相法

19、、針孔法、衍射儀法。照相法又可分為德拜照相法和聚焦法。其中德拜法應(yīng)用最廣泛。照相法三者均為特征單色X射線源照射粉末樣品。不同的是：a，德拜法用卷成圓柱狀的底片記錄衍射信息，并放置底片與樣品同柱安裝。特點：1，需要樣品量少，0.1mg即可。2，裝置，操作簡單。3，包含樣品上的全部反射線。因此較為常用。b，聚焦法：底片與樣品在同一圓周上，使多晶樣品中的等同晶面在底片上聚成一點或一條線。特點：曝光時間短，分辨率是德拜法的兩倍，但在小 范圍衍射線條較少且寬，不適于分析未知樣品。c，針孔法根據(jù)底片不同的位置針孔法又分為穿透針孔法和背射針孔法。特點：可得到衍射線的整個圓環(huán)，適于研究晶粒大小、晶體完整性、宏

20、觀殘余應(yīng)力及多晶試樣中的擇優(yōu)取向等。但這種方法只能記錄很少的幾個衍射環(huán)，不適于其它應(yīng)用。d，衍射儀法X射線衍射儀以布拉格實驗裝置為原型，融合了機(jī)械與電子技術(shù)等多方面的成果。衍射儀由X射線發(fā)生器、X射線測角儀、輻射探測器和輻射探測電路4個基本部分組成，是以特征X射線照射多晶體樣品，并以輻射探測器記錄衍射信息的衍射實驗裝置。現(xiàn)代X射線衍射儀還配有控制操作和運(yùn)行軟件的計算機(jī)系統(tǒng)。X射線衍射儀的成像原理與聚集法相同，但記錄方式及相應(yīng)獲得的衍射花樣不同。衍射儀采用具有一定發(fā)散度的入射線，也用“同一圓周上的同弧圓周角相等”的原理聚焦，不同的是其聚焦圓半徑隨 2的變化而變化。衍射儀法以其方便、快捷、準(zhǔn)確和可

21、以自動進(jìn)行數(shù)據(jù)處理等特點在許多領(lǐng)域中取代了照相法，現(xiàn)在已成為晶體結(jié)構(gòu)分析等工作的主要方法。16.3 在無機(jī)材料研究中，利用多晶x射線衍射主要可以從事哪些研究工作？答：通常用多晶x衍射研究的問題主要有物相鑒定、衍射圖譜指標(biāo)化和晶體結(jié)構(gòu)測定。（詳細(xì)敘述見P342）16.4 與x射線衍射相比，電子衍射和中子衍射各有什么特點？答：詳見P343-345 電子衍射是透射電子顯微鏡的一個功能，在加速電壓一定的條件下，電子的波長比常用于衍射的X射線波長短得多，因而其衍射角小，電子束照射在單個晶粒上會產(chǎn)生規(guī)律的衍射圖樣，而照射在幾個晶粒上產(chǎn)生的衍射圖樣是幾個晶粒衍射同樣的疊加，多晶樣品的衍射為圓環(huán)。在材料研究中

22、可以用于晶體對稱性的測定和微區(qū)相分析。 X射線衍射和電子衍射都是射線與電子之間發(fā)生作用，而中子衍射是中子束與原子核發(fā)生作用。在X射線衍射和電子衍射中重原子周圍電子較多，對衍射強(qiáng)度貢獻(xiàn)大，而輕原子周圍電子少，對衍射強(qiáng)度貢獻(xiàn)小，所以其原子位置不容易被準(zhǔn)確測定，而中子衍射各種原子對于衍射強(qiáng)度貢獻(xiàn)相當(dāng)，這樣輕原子的位置可以比較準(zhǔn)確的測定。中子衍射對于測定晶體中的磁有序結(jié)構(gòu)是很重要的研究手段。16.5 什么是電子衍射的相機(jī)常數(shù)，試述該常數(shù)在分析電子衍射圖時的作用。答：L稱為相機(jī)常數(shù)，L為樣品與衍射平面的距離，為電子的波長。有關(guān)系式，r是衍射斑點到衍射圖樣中心的距離d是衍射斑點的晶面間距。實際應(yīng)用中用基準(zhǔn)

23、物（如單質(zhì)鋁）來標(biāo)定相機(jī)常數(shù)，分析未知樣品時，只要測的r，就可以得到相應(yīng)衍射斑點的d。16.6 當(dāng)電子轟擊固體樣品時，可以產(chǎn)生多種次級射線。掃描電子顯微鏡（SEM）和電子探針（EPMA）主要利用哪三種射線對材料進(jìn)行分析？答：SEM主要利用二次電子、背散射電子和X射線熒光。EPMA是利用元素的特征X射線進(jìn)行成像。（詳見P346-347）16.7 SEM和EPMA的主要區(qū)別是什么？答：（詳見P346-347）1 電子探針是專門用于對材料煩人微區(qū)進(jìn)行元素分析的儀器；2 電子探針用于元素定量和定性分析部件的靈敏度和精確度更高，定量分析的誤差??；3 電子探針在元素分析方面有特殊功能，如元素二維面分布圖和

24、元素一維分布曲線；4 SEM是利用二次電子，背散射電子呈像，而EPMA是用元素的特征X射線進(jìn)行成像。其中二次電子像用來觀察材料的晶粒形狀、大小和表面細(xì)節(jié)等，背散射電子像常被用來分析復(fù)相材料或堅定材料中的雜志物相。16.8 EPMA 中材料的線分析圖和元素分布圖是利用哪種次級射線得到的？答：元素的特征X射線16.9 透射電子顯微鏡(TEM）主要有哪幾種功能？答：P349 放大，衍射和元素分析的功能。16.10 能夠直接觀察到原子的顯微鏡是哪種？它的英文縮寫是什么？答：P351 掃描隧道顯微鏡，英文縮寫是STM16.11 EXAFS的中文名稱是什么？為什么說它在玻璃材料研究中特別重要？答：P355

25、EXAFS中文名稱為擴(kuò)展的X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)。EXAFS是一種測定局域結(jié)構(gòu)的技術(shù)，該技術(shù)對晶態(tài)和非晶態(tài)材料同樣適用。玻璃材料屬于非晶態(tài)材料，這類材料的結(jié)構(gòu)很難用其他方法進(jìn)行研究，而EXAFS可以測定非晶態(tài)材料徑向分布函數(shù)（該函數(shù)表示找到一個原子的概率與距中心原子距離的函數(shù)），從而測定其結(jié)構(gòu)，因此其尤為重要。EXAFS最大的優(yōu)點是可以獲得每一種元素的RDF，而常規(guī)的X射線衍射技術(shù)給出的是材料中所有元素的平均RDF。16.12 理解電子順磁共振譜的工作原理及特點。答：詳見P353電子順磁共振譜也稱電子自旋共振譜，是研究材料中未成對電子狀態(tài)的有效手段。這一技術(shù)可以特別幫我們測定：1) 順磁中心的價態(tài)、電子組態(tài)和配位數(shù)；2) 過度金屬離子基態(tài)d軌道和所發(fā)生的結(jié)構(gòu)畸變，例如由Jahn-Teller效應(yīng)引起的畸變；3) 順磁離子與周圍負(fù)離子或配體間鍵的共價性程度其工作原理如下： 電子是具有一定質(zhì)量和帶負(fù)電荷的一種基本粒子，它能進(jìn)行兩種運(yùn)動；一種是在圍繞原子核的軌道上運(yùn)動，另一種是對通過其中心的軸所作的自旋。由于電子的運(yùn)動產(chǎn)生力矩，在運(yùn)動中產(chǎn)生電流和磁矩。在外加恒磁場H中，電子磁矩的作用如同細(xì)小的磁棒或磁針，由于電子的自旋量子數(shù)為1/2，故電子在外磁場中只有兩種取向：一與H平行，對應(yīng)于低能級，能量為-1/2gH；一與H逆平行，對應(yīng)于高能級，能量為+1/2gH，兩能級