材料科學基礎晶體結構答案

1、1、略。2、解：（1）h:k:l=1/2:1/3:1/6=3:2:1,該晶面的米勒指數(shù)為（321）；（2）（321）3、略。4、略。5、解：MgO為NaCl型，O2-做密堆積，Mg2+填充空隙。rO2- =0.140nm，rMg2+=0.072nm，z=4，晶胞中質點體積：(4/3×r O2-3+4/3×rMg2+ 3)×4，a=2(r+r-)，晶胞體積=a3，堆積系數(shù)=晶胞中MgO體積/晶胞體積=68.5%，密度=晶胞中MgO質量/晶胞體積=3.49g/cm3。6、解：體心：原子數(shù) 2，配位數(shù) 8，堆積密度 55.5%； 面心：原子數(shù) 4，配位數(shù) 6，堆積密度

2、74.04%； 六方：原子數(shù) 6，配位數(shù) 6，堆積密度 74.04%。7、解：u=z1z2e2N0A/r0×(1-1/n)/40，e=1.602×10-19，0=8.854×10-12，N0=6.022×1023，NaCl：z1=1，z2=1，A=1.748，nNa+=7，nCl-=9，n=8，r0=2.81910-10m，u NaCl=752KJ/mol；MgO：z1=2，z2=2，A=1.748，nO2-=7，nMg2+=，n=7，r0=2.1010m，uMgO=392KJ/mol；uMgO> uNaCl，MgO的熔點高。8、略。9、解：設球半

3、徑為a，則球的體積為4/3a3，求的z=4，則球的總體積（晶胞）4×4/3a3，立方體晶胞體積：(2a)3=16a3，空間利用率=球所占體積/空間體積=74.1%，空隙率=1-74.1%=25.9%。10、解：=m/V晶=1.74g/cm3，V=1.37×10-22。11、解：Si4+ 4；K+ 12；Al3+ 6；Mg2+ 6。12、略。13、解：MgS中a=5.20?，陰離子相互接觸，a=2r-，rS2-=1.84?；CaS中a=5.67?，陰-陽離子相互接觸，a=2(r+r-)，rCa 2+=0.95?；CaO中a=4.80?，

4、 a=2(r+r-)，rO2-=1.40?；MgO中a=4.20?， a=2(r+r-)，rMg2+=0.70?。14、解：LiF為NaCl型結構，z=4，V=a3，=m/V=2.6g/cm3，a=4.05?，根據(jù)離子半徑a1=2(r+r-)=4.14?，a<a1。15、解：（1）如圖是一個四面體空隙，O為四面體中心位置。AO=r+r-，BC=2r-，CE=r-，CG=2/3CE=2r-/3，AG=2r-/3，OGCEFC，OG/CG=EF/CF，OG=EF/CF×CG=r-/6，AO=AG-OG=r/2，r+=AO-r- =(/2-1)r=0.301?，查表知rLi+=0.6

5、8? >0.301?，O2-不能互相接觸;（2）體對角線=a=4(r+r-)，a=4.665?；（3）=m/V=1.963g/cm3. 16、略。17、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。18.19.20、（1）略；（2）四面體空隙數(shù)/O2-數(shù)=2:1，八面體空隙數(shù)/O2-數(shù)=1:1；（3）(a)CN=4，z+/4×8=2，z+=1，Na2O，Li2O；(b)CN=6，z+/6×6=2，z+=2，F(xiàn)eO，MnO；（c）CN=4，z+/4×4=2，z+=4，ZnS，SiC；(d)C

6、N=6，z+/6×3=2，z+=4，MnO2。21、解：島狀；架狀；單鏈；層狀（復網(wǎng)）；組群（雙四面體）。22、解：（1）有兩種配位多面體，SiO4，MgO6，同層的MgO6八面體共棱，如59MgO6和49MgO6共棱75O2-和27O2-，不同層的MgO6八面體共頂，如1MgO6和51MgO6共頂是22O2-，同層的MgO6與SiO4共頂，如TMgO6和7SiO4共頂22O2-，不同層的MgO6與SiO4共棱，TMgO6和43SiO4共28O2-和28O2-；（3）z=4；（4）Si4+占四面體空隙=1/8，Mg2+占八面體空隙=1/2。23、解：透閃石雙鏈結構，鏈內的Si-O鍵要

7、比鏈5的Ca-O、Mg-O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。24、解：石墨中同層C原子進行SP2雜化，形成大鍵，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。25、解：（1）Al3+可與O2-形成AlO45-；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AlSiO4ASiO5，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+