結(jié)構(gòu)與物性習(xí)題--期末考試內(nèi)容

1、1論述題（20分） 試述環(huán)境和化學(xué)的關(guān)系？簡(jiǎn)述當(dāng)今全球的重大環(huán)境問(wèn)題？2簡(jiǎn)答題(每小題20分)：1. 寫(xiě)出碳原子的電子組態(tài)，估計(jì)其電負(fù)性? 金剛石和石墨中的C-C鍵是什么鍵？用原子軌道雜化理論解釋之？解釋石墨為何具有金屬光澤和導(dǎo)電性？2. 晶胞的兩個(gè)要素？簡(jiǎn)述晶體對(duì)稱(chēng)元素和對(duì)稱(chēng)操作的種類(lèi)？X射線具有何特點(diǎn)及與物質(zhì)相互作用？用簡(jiǎn)圖畫(huà)出（100）、（111）和（110）晶面，并且再畫(huà)出和Z軸平行的各晶面在XY平面的投影？3物質(zhì)磁性的種類(lèi)？試定性的描繪永磁材料和軟磁材料的磁滯回線圖，指出它們的主要差別？指出Br、Hc和(BH)m名稱(chēng)和物理意義？3計(jì)算題（20分）： 參照P300的例子來(lái)求算 已知KC

2、l晶體的生成熱 -437kJ/mol，金屬鉀的升華熱89 kJ/mol，K原子電離能為418 kJ/mol，Cl2的解離能為244 kJ/mol，Cl原子的電子親和能為-349 kJ/mol，試做KCl晶體的Born-Haber循環(huán)圖，求出KCl的點(diǎn)陣能？4計(jì)算題（20分）： 已知CaCl2晶體的生成熱-796kJ/mol，金屬鈣的升華熱178 kJ/mol，Ca原子第一、二電離能分別為590 kJ/mol和1150 kJ/mol，Cl2的解離能為244 kJ/mol，Cl原子的電子親和能為-349 kJ/mol，試做CaCl2晶體的Born-Haber循環(huán)圖，求出CaCl2的點(diǎn)陣能？1.試簡(jiǎn)

3、述第六周期元素從Cs到Hg硬度變化規(guī)律及產(chǎn)生的原因.答：第六周期元素從Cs到W逐步增大，但從W到Hg卻逐步減小。由于有相對(duì)論效應(yīng)的影響，6S軌道收縮，能級(jí)降低與5d軌道一起組成6個(gè)價(jià)軌道。金屬中這六個(gè)價(jià)軌道和周?chē)湮坏南嗤慕饘僭拥膬r(jià)層軌道產(chǎn)生相互疊加作用，且這六個(gè)價(jià)軌道和配位環(huán)境的對(duì)稱(chēng)性都很高。各個(gè)軌道都能參加成鍵作用，平均而言，每個(gè)原子3個(gè)成鍵軌道和3個(gè)反鍵軌道，電子按能量由低到高排列，當(dāng)價(jià)電子數(shù)少于六個(gè)時(shí)電子填入成鍵軌道，隨著電子數(shù)的增加，能量降低增多，結(jié)合力加強(qiáng)硬度上升。到達(dá)W時(shí)成鍵軌道排滿(mǎn)，結(jié)合力最強(qiáng)，硬度最高，多于6個(gè)電子時(shí)，電子填入反鍵軌道上，結(jié)合力隨著電子數(shù)的增多而逐步減弱，

4、硬度逐漸下降。2.什么是電子能譜？舉例說(shuō)明3種電子能譜并簡(jiǎn)明說(shuō)明其特點(diǎn)。答:電子能譜：能量確定的電子或者光子照射樣品使之電離，發(fā)射出電子，分析電離產(chǎn)生的電子數(shù)量和動(dòng)能關(guān)系。；利用結(jié)合能為橫坐標(biāo)，被激發(fā)電離產(chǎn)生的電子數(shù)為縱坐標(biāo)，所得電子數(shù)Eb（orEk）關(guān)系圖稱(chēng)為電子能譜。（1）.紫外光電子能譜：激發(fā)源是紫外光；特點(diǎn)是使價(jià)層電子電離；（2）X射線光電子能譜：激發(fā)源是單色X射線：特點(diǎn)是內(nèi)層電子電離；（3）俄歇電子能譜：激發(fā)源是高能電子或者X射線（內(nèi)層電子被電離后，會(huì)發(fā)生兩個(gè)過(guò)程，光輻射過(guò)程-輻射出特征X射線，俄歇過(guò)程-特征X射線激發(fā)一個(gè)二次電子，即俄歇電子。）3.什么是不對(duì)稱(chēng)合成？什么是外消旋體的

5、拆分？什么是外消旋混合物？答：不對(duì)稱(chēng)合成：在合成反應(yīng)中，設(shè)法使反應(yīng)物的對(duì)稱(chēng)基因反應(yīng)，產(chǎn)生不等量的旋光異構(gòu)體產(chǎn)生的合成。外消旋體的兩個(gè)對(duì)應(yīng)體的物理性質(zhì)相同，不能用一般的蒸餾等物理方法使它們分開(kāi)，將外消旋體的兩個(gè)對(duì)映體分開(kāi)的方法稱(chēng)為外消旋體的拆分，若外消旋體是一種酸，通常注入一種具有特定手性的堿，使酸堿進(jìn)行作用生成鹽結(jié)晶體，兩種對(duì)映體的酸和一種手性堿往往空間堆積條件的不同，鹽的性質(zhì)就會(huì)不同，利用這種性質(zhì)的差異即可拆分。將一對(duì)對(duì)映體化合物等量混合，稱(chēng)為外消旋混合物。4.燃料電池由哪三部分組成？燃料電池與干電池的主要差別是什么？簡(jiǎn)單說(shuō)明酸堿性電解質(zhì)氫氧燃料電池的差別（要用反應(yīng)方程說(shuō)明）。答：燃料電池由

6、電極，電解質(zhì)和催化劑三部分組成。燃料電池與干電池的主要差別在于化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)不是儲(chǔ)存在電池的內(nèi)部，而是用外加的設(shè)備，源源不斷地提供燃料和氧化劑等反應(yīng)物。對(duì)酸性電解質(zhì)：負(fù)極：H22H+ +2e-；正極：2H+ +1/2O2+2e-H2O。對(duì)堿性電解質(zhì)：負(fù)極：H2+2OH-2H2O+2e- ；正極：1/2O2+H2O+2e-2OH- 對(duì)上述兩種電解質(zhì)，總的電池反應(yīng)都是 ：H2+1/2O2H2O 。酸性電解質(zhì)的氫氧燃料電池，氧化生成物在氧氣側(cè)產(chǎn)生；堿性電解質(zhì)電池，水在氫氣側(cè)產(chǎn)生。5.簡(jiǎn)單說(shuō)明一下什么是陰極（正極）保護(hù)法。答在鋼鐵上焊上一塊更易氧化的金屬，如鋅或鎂合金，當(dāng)水或者潮濕空氣接觸金屬時(shí)，鋅和鐵

7、因?yàn)殡姌O電勢(shì)不同，鋅發(fā)生氧化作用，是陽(yáng)極；鐵起還原作用，是陰極，鋅被氧化溶解，鐵不會(huì)被腐蝕，直到鐵全部被溶完為止。負(fù)極：ZnZn2+ +2e-；正極：1/2O2+2H+ +2e-H2O。6.汞熔點(diǎn)低而相鄰的金的熔點(diǎn)很高?！罢娼鸩慌禄馃挕?，是什么原因。答：電子結(jié)構(gòu)： 由于6s軌道收縮，能級(jí)顯著下降，與5d軌道一起形成最外層的價(jià)軌道。這時(shí)金具有可類(lèi)似于鹵素的電子組態(tài)，有些性質(zhì)和鹵素相似。汞具有類(lèi)似于稀有氣體的電子組態(tài)，單個(gè)原子就是一個(gè)分子，其第一電離能和稀有氣體相似；不能形成穩(wěn)定強(qiáng)的共價(jià)單鍵，只能以單原子分子存在于氣相之中，其原子間的結(jié)合力所以其熔點(diǎn)較低。7.簡(jiǎn)述分子中存在離域鍵對(duì)分子結(jié)構(gòu)和物理化

8、學(xué)性質(zhì)的影響。答：參加形成離域鍵的原子趨于平面，鍵長(zhǎng)均勻化，即按經(jīng)典的方法寫(xiě)出單雙鍵交替排列的結(jié)構(gòu)式時(shí)，單鍵要比典型值縮短，雙鍵比典型值長(zhǎng)，在苯分子中6個(gè)C-鍵長(zhǎng)相等，分不出單鍵雙鍵的差別；具有特定的化學(xué)性質(zhì)。如丁二烯傾向于1,4加成；苯分子取代反應(yīng)比加成反應(yīng)容易進(jìn)行，具有特征的吸收光譜和電性等。這些性質(zhì)和共軛鍵中的電荷分布，分子軌道能級(jí)的間隔等均有密切關(guān)系，可統(tǒng)稱(chēng)為共軛效應(yīng)。影響：離域鍵的形成增加物質(zhì)的電導(dǎo)性能，如石墨；離域鍵的形成增加電子的離域范圍，體系能量降低，能級(jí)間隔變小，電子光譜吸收峰由鍵的紫外光區(qū)移至離域鍵的可見(jiàn)光區(qū)；離域鍵的形成影響化合物的酸堿性，羧酸和苯酚電離出H+后，RCOO

9、-（ ）和 均擴(kuò)大離域范圍，穩(wěn)定存在。而苯胺( )和酰胺（ ）已有離域鍵摻在，不易電離苯胺的孤對(duì)電子可接受H+形成-NH3+基團(tuán)，故顯弱堿性；離域鍵的存在影響物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)性，芳香化合物的芳香性，游離基的穩(wěn)定性，氯乙烯中Cl活潑性的降低等均和共軛效應(yīng)有關(guān)。8.簡(jiǎn)述14C測(cè)定年代的原理。答：14C在大氣中和O2結(jié)合成CO2.由于宇宙射線的強(qiáng)度穩(wěn)定不變，大氣中的14CO2的濃度也不會(huì)改變。在地球上活著的生物體內(nèi)，由于新城代謝作用，吸收和放出的C的過(guò)程不斷進(jìn)行，生物體的14含量保持不變，但當(dāng)生物死后，失去新城代謝作用，14C就不再通過(guò)C的循環(huán)進(jìn)行置換進(jìn)入生物體，留在生物體內(nèi)的14C只能按其半衰期減少

10、。因此，利用埋藏在地下或保存放置的生物體測(cè)其14C的殘留量即可判斷該生物體死去的年齡。9.為什么PH3可以與過(guò)渡金屬形成許多配合物，而NF3幾乎不具有這種性質(zhì)？答：（1）電負(fù)性PN，兩因素均使PH3的P的孤對(duì)電子比NF3中N的孤對(duì)電子更易配出；（2）O是第三周其元素，其空的3d軌道可接受過(guò)渡金屬M(fèi)反饋的電子，形成d-d反饋鍵，且成鍵與反饋成鍵協(xié)同。10.相似相容原理：結(jié)構(gòu)相似的化合物容易互相混合，結(jié)構(gòu)相差很大的化合物不易互溶。其中結(jié)構(gòu)二字主要有兩層含義：一是指物質(zhì)結(jié)合在一起所依靠的化學(xué)鍵類(lèi)型，對(duì)于有分子結(jié)合成的物質(zhì)，主要指分子間結(jié)合力類(lèi)型；二是指分子或離子，原子相對(duì)大小以及離子的電價(jià)。11.共

11、價(jià)鍵形成的本質(zhì)：從能量角度看，聚集在核間運(yùn)動(dòng)的電子，同時(shí)受到兩個(gè)核正電荷的吸引，使體系能量降低，從而形成穩(wěn)定的分子。12.由兩個(gè)原子軌道有效組合成分子軌道時(shí)，必須滿(mǎn)足能級(jí)高低相近，軌道最大重疊，對(duì)稱(chēng)性匹配三個(gè)條件，而分子中電子根據(jù)Pauli原理，能量最低原理和Hund規(guī)則增填在分子軌道上。13.簡(jiǎn)述石墨分子軌道的形成并解釋其導(dǎo)電原因。答：石墨是平面層形分子，每個(gè)碳原子都是按照平面正三角形等距離的和3個(gè)碳原子相連，每個(gè)碳原子以sp2雜化軌道和周?chē)?個(gè)C原子形成3個(gè)鍵后，在垂直于層的方向上尚剩余一個(gè)p軌道和一個(gè)價(jià)電子，它們互相疊加形成貫穿于整個(gè)層的離域鍵，石墨是導(dǎo)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)根源就在于這種離域鍵，由

12、層型分子堆疊形成石墨晶體14.靜電力和誘導(dǎo)力只存在于極性分子中，色散力在極性分子中和非極性分子中都存在。甲醇和硼酸分子之間存在色散力,誘導(dǎo)力和氫鍵三種作用力。15.兩個(gè)p軌道形成反鍵軌道時(shí)，軌道會(huì)有3個(gè)節(jié)面，而形成成鍵軌道會(huì)有1個(gè)節(jié)面；根據(jù)VSEPR理論，對(duì)于IBrCl3-，中心價(jià)電子的對(duì)數(shù)為6，幾何構(gòu)型為八面體，孤對(duì)電子為2，ClIClClIBr。16.疏水效應(yīng)的本質(zhì)并非由于非極性分子間有較高的吸引力，而是因?yàn)樗肿又g的氫鍵力很強(qiáng)，把非極性分子或者非極性基團(tuán)擠壓在一起的結(jié)果。17.金剛石中每個(gè)碳原子以sp3方式雜化；在石墨中具有三種不同的作用力，除了共價(jià)鍵，其中范德華力（層與層之間的距離大

13、，結(jié)合力（范德華力）小，各層可以滑動(dòng)）可以解釋石墨的滑膩感；離域鍵（離域鍵的電子能自由流動(dòng)）可以解釋導(dǎo)電傳熱性質(zhì)。18.在太陽(yáng)光的紫外線照射下，碳?xì)浠衔?，氮氧化合物，氧等相互在轉(zhuǎn)化，發(fā)生光化學(xué)煙霧反應(yīng)，產(chǎn)生煙和霧。由于同位素的核質(zhì)量的差異隊(duì)化學(xué)性質(zhì)影響很小，所以不能用應(yīng)用化學(xué)性質(zhì)的差別進(jìn)行富集和分離，利用CO2激光器發(fā)出高功率激光照射三氯甲烷使之吸收多個(gè)光子，CDF3分子受激發(fā)，按CDF3CF2+DF，2CF2C2F4反應(yīng)機(jī)理分解，而CHF3分解很慢。分子間生成氫鍵，熔沸點(diǎn)會(huì)升高，分子內(nèi)生成氫鍵，熔沸點(diǎn)會(huì)降低。C60分子形象足球，碳原子處在由12個(gè)正五邊形和200個(gè)正六邊形組成的球狀的60個(gè)

14、頂點(diǎn)上?，F(xiàn)在煤的合理綜合應(yīng)用，已有實(shí)用價(jià)值的方法包括煤的焦化氣化和液化，電池可分為原電池，蓄電池和燃料電池。19.我國(guó)某單位利用水吸收紅外光的特性設(shè)計(jì)出高效低溫干燥器，簡(jiǎn)述其原理。答：純水的主要吸收為300-1到3600-1范圍，利用這一特性使干燥器輻射出的紅外光源能量分布曲線集中在2800-3800cm，用詞光源照射在含水的物體上，大部分能被水吸收，提高水熱能，使水分子運(yùn)動(dòng)加快而蒸發(fā)掉，而對(duì)物體其他部分吸收熱能很少，整體溫度降低，實(shí)現(xiàn)低溫高效干燥的目的。20.常見(jiàn)的三種原子光譜是原子發(fā)射光譜，原子吸收光譜和原子X(jué)射線譜；電子能譜三種紫外線電子能譜，X射線光電子能譜和俄歇電子能譜。利用光譜方法

15、可檢測(cè)高純度實(shí)際或材料中所含的極微量雜質(zhì)。21.電負(fù)性定義：基態(tài)時(shí)自由原子價(jià)層電子的平均電子能量，與原子的電離能和原子的電子親和能。22.現(xiàn)代常用來(lái)測(cè)定原子分子和分子碎片的精確質(zhì)量的物理方法是什么？簡(jiǎn)述原理。答：質(zhì)譜法；控制電場(chǎng)和磁場(chǎng)測(cè)質(zhì)荷比。23.怎樣從原子軌道的正交性來(lái)理解相對(duì)論效應(yīng)的實(shí)質(zhì)？答：因?yàn)椴煌壍缹?duì)稱(chēng)性的差異，1s軌道的收縮；其他s軌道要作相應(yīng)的收縮，而p，d，f等軌道不因正交性要求收縮。相反，s軌道收縮，增加了隊(duì)核的屏蔽效應(yīng)，使d和f軌道的電子有效核電荷減小，和無(wú)相對(duì)論效應(yīng)情況對(duì)比，d和f軌道徑向分布出現(xiàn)膨脹，能量升高。這種軌道膨脹又使隊(duì)s電子的屏蔽減小，加強(qiáng)有效核電荷，間接促

16、進(jìn)s軌道收縮。24.什么是分子軌道和分子軌道理論？答：分子中每個(gè)電子是在由各個(gè)原子核其余電子組成的平均勢(shì)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，第i個(gè)電子的運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)用波函數(shù)i描述，i稱(chēng)為分子中單電子波函數(shù)，又稱(chēng)分子軌道。分子軌道理論包括分子軌道的概念和分子軌道的形成，分子軌道可以近似地用能級(jí)相近的原子軌道線性組合得到。25.鹵族元素熔沸點(diǎn)隨原子序數(shù)增加而遞增的原因。答：鹵素為非極性分子，色散力是主要作用力，隨著分子量增大極化率增大，色散力加大，熔沸點(diǎn)升高。26.SiCl4沸點(diǎn)較高，SiH3Cl較低，為何？答：SiCl4是非極性分子，色散力是分子間主要的作用力，SiH3Cl是極性分子，由于靜電力遠(yuǎn)小于色散力，可知SiCl4

17、沸點(diǎn)高于SiH3Cl沸點(diǎn)。27.二甲醚（CH3-O-CH3）和乙醇（CH3CH2OH)為同分異構(gòu)體，但沸點(diǎn)為何差別這樣大？答：他們雖為同分異構(gòu)體，但乙醇分子間存在氫鍵，結(jié)合力較色散力等分子間作用力強(qiáng)，所以乙醇比二甲醚沸點(diǎn)高。28.Pauli原理量子力學(xué)中的表達(dá)：描述多電子體系軌道運(yùn)動(dòng)和自旋運(yùn)動(dòng)的全波函數(shù)，對(duì)任意兩粒子的全部坐標(biāo)（空間坐標(biāo)和自旋坐標(biāo)）進(jìn)行交換，一定得到反對(duì)稱(chēng)的波函數(shù)。兩點(diǎn)推論：一是在一個(gè)多電子體系中，兩個(gè)自選相同的電子不能占據(jù)同一個(gè)軌道。也就是說(shuō)在同一個(gè)原子中，兩個(gè)電子的量子數(shù)不能完全相同；二是存在Pauli斥力，它表明在一個(gè)多電子體系中，自旋相同的電子盡可能分開(kāi)遠(yuǎn)離。29.H2

18、+形成的原因：聚集在荷間的電子云，同時(shí)收到了兩個(gè)原子核的吸引，即荷間的電子云把兩個(gè)原子核結(jié)合在一起。30.反鍵軌道應(yīng)重視，原因如下：反鍵軌道時(shí)整個(gè)分子軌道中不可缺少的組成部分；反鍵軌道具有和成鍵軌道相似的性質(zhì)，可按Pauli原理有自旋相反的一對(duì)電子占據(jù)；在形成化學(xué)鍵過(guò)程中，有時(shí)和其他軌道相互疊加也可以形成化學(xué)鍵，降低體系能量，促進(jìn)分子穩(wěn)定形成；反鍵軌道時(shí)了解分子激發(fā)態(tài)性質(zhì)的關(guān)鍵。31.由于過(guò)渡金屬離子價(jià)層d軌道沒(méi)有充滿(mǎn)電子，在成鍵和性質(zhì)上配位化合物具有以下性質(zhì)：在不同配體環(huán)境下，中心金屬原子可以具有多種不同價(jià)態(tài)；能和不同數(shù)目的配體結(jié)合，形成多種形式的配位化合物；配位化合物通常帶有顏色；許多配位

19、化合物具有順磁性；配位化合物具有催化性能（這是由于中心金屬原子能和反應(yīng)物配位結(jié)合，是反應(yīng)物相互接近，容易進(jìn)行軌道重合，同時(shí)未充滿(mǎn)的夾層軌道可以提供或者接受電子，為電荷轉(zhuǎn)移提供條件。32.最多氫鍵原理：氫鍵鍵能較范德華力大，在具備形成氫鍵條件的固體，液體甚至氣體中都盡可能多的形成氫鍵。33.鹽酸硝酸和硫酸等試劑常用玻璃瓶做容器包裝，但氫氟酸會(huì)將玻璃腐蝕溶解，不能用玻璃瓶做容器。濃堿液不能用玻璃容器，因?yàn)閴A液會(huì)和玻璃的硅酸鹽緩慢的反應(yīng)而溶解，可以用塑料容器盛放。特別注意裝稀堿液的玻璃瓶不能用磨口玻璃塞，以免腐蝕粘連在一起。34.NO是明星分子：NO能使血管平滑肌松弛，血管擴(kuò)張，調(diào)節(jié)血壓；NO具有脂

20、溶性，分布在神經(jīng)細(xì)胞胞漿中；NO在以?xún)?nèi)對(duì)記憶力和腸胃功能有重要影響，可提供作治療高血壓，心絞痛，關(guān)節(jié)炎等的參考依據(jù)；NO能增強(qiáng)免疫功能。35.手性：一個(gè)物體和他在鏡中的像，如同人的左右兩只手，雖然相似但不完全相同，不可能單純通過(guò)平移和轉(zhuǎn)動(dòng)使其重合的性質(zhì)。一、 量子力學(xué)假設(shè)假設(shè)1：波函數(shù)和微觀粒子的狀態(tài) 對(duì)于一個(gè)微觀體系，它的狀態(tài)和有關(guān)情況可以用波函數(shù)（x, y, z, t)來(lái)表示。是體系的狀態(tài)函數(shù)，是體系中所有粒子的坐標(biāo)函數(shù)，也是時(shí)間函數(shù)。（x, y, z, t)決定了體系的全部可測(cè)物理量.假設(shè)2 ：物理量和算符微觀體系的每個(gè)可測(cè)物理量都對(duì)應(yīng)著一個(gè)線性自軛算符。如 u(x) = v(x) 。

21、就稱(chēng)為算符或算子。假設(shè)3：本征態(tài)、本征值 如果某一力學(xué)量A的算符作用于某一狀態(tài)函數(shù)y后，等于某一常數(shù)a乘以y。 y a y為本證方程，處于本征態(tài)的力學(xué)量A具有確定的值a假設(shè)4：態(tài)疊加原理若y1，y2 yn為某一微觀體系的可能狀態(tài)，由它們線性組合所得的y也是該體系可能的狀態(tài)。 假設(shè)5 ：泡利不相容原理 在同一原子軌道或分子軌道上，至多只能容納兩個(gè)電子，而且這兩個(gè)電子的自旋狀態(tài)必須相反?；蛘哒f(shuō)兩個(gè)自旋相同的電子不能占據(jù)相同的軌道。二、 分子對(duì)稱(chēng)1、 分子對(duì)稱(chēng)性是指：分子中所有相同類(lèi)型的原子在平衡構(gòu)型時(shí)的空間排布是對(duì)稱(chēng)的2、 操作：不改變分子中各原子間距離使分子幾何構(gòu)型發(fā)生位移的一種動(dòng)作。3、對(duì)稱(chēng)操

22、作：每次操作都能產(chǎn)生一個(gè)和原來(lái)圖形等價(jià)的圖形，通過(guò)一次或幾次操作使圖形完全復(fù)原。3、 對(duì)稱(chēng)操作包括：旋轉(zhuǎn)、反映、反演、反轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)元素和對(duì)稱(chēng)操作是兩個(gè)既有聯(lián)系又有區(qū)別的概念，一個(gè)對(duì)稱(chēng)元素可以對(duì)應(yīng)多個(gè)對(duì)稱(chēng)操作。三、 晶體結(jié)構(gòu)1、固體分類(lèi)(按結(jié)構(gòu))（1）晶體：長(zhǎng)程有序（單晶、多晶）（2）非晶體：長(zhǎng)程無(wú)序，短程有序（3）準(zhǔn)晶體：有長(zhǎng)程取向性，而沒(méi)有長(zhǎng)程的平移對(duì)稱(chēng)性。2、晶體的共性1、長(zhǎng)程有序: 至少在微米量級(jí)范圍內(nèi)原子排列具有周期性。2、自限性: 晶體具有自發(fā)地形成封閉幾何多面體的特性。3、各向異性: 晶體的物理性質(zhì)是各項(xiàng)異性的。4晶體的均勻性：晶體中任意兩點(diǎn)(在同一方向上)的物理性質(zhì)相同。5晶體的對(duì)稱(chēng)

23、性: 晶體在某幾個(gè)特定方向上可以異向同性，這種相同的性質(zhì)在不同的方向上有規(guī)律地重復(fù)出現(xiàn)，稱(chēng)為晶體的對(duì)稱(chēng)性。6晶體固定的熔點(diǎn): 給某種晶體加熱，當(dāng)加熱到某一特定溫度時(shí)，晶體開(kāi)始熔化，且在熔化過(guò)程中保持不變，直到晶體全部熔化，溫度才開(kāi)始上升，即晶體有固定的熔點(diǎn)。3、晶體結(jié)合形式1、離子鍵（ionic bond)：原子形成正、負(fù)離子后通過(guò)靜電引力相互吸引而形成的結(jié)合鍵依靠正、負(fù)離子間的靜電吸引作用穩(wěn)定地結(jié)合成分子，如：電離能低的堿金屬與親和能高的鹵素原子形成的分子。NaCl、CsCl2、共價(jià)鍵(valence bond): 兩個(gè)原子共用一對(duì)自旋相反的電子所形成的結(jié)合鍵。金剛石SiGe3、范德瓦耳斯鍵

24、(Van der Waals bond)或分子鍵(molecular bond)：滿(mǎn)殼層電子結(jié)構(gòu)的原子之間靠范德瓦耳斯力的結(jié)合。形成分子晶體。惰性氣體4、氫鍵(hydrogen bond): 氫原子同時(shí)與兩個(gè)電負(fù)性較強(qiáng)的原子成鍵，就會(huì)形成氫鍵。H2O、H2F。5、金屬鍵(metal bond)：金屬元素的原子失去最外層的價(jià)電子后成為正離子；各個(gè)價(jià)電子形成“電子云”。正離子與“電子云”中的電子的相互吸引，產(chǎn)生了金屬鍵。Cu、Mg、Zn。四、 C材料：C納米管的制備、性質(zhì)、應(yīng)用A）結(jié)構(gòu)：由單層或多層石墨片繞中心按一定角度卷曲而成的無(wú)縫、中空納米管B) 制備:電弧放電法、催化裂解法(、化學(xué)氣相沉積法

25、、激光蒸發(fā)（燒蝕）法、等離子體法、熱解聚合物法（化學(xué)熱解法）、增強(qiáng)等離子熱流體化學(xué)蒸氣分解沉積法(又稱(chēng)PE-HF-CVD法)、離子（電子束）輻射法、催化裂解無(wú)基體法、電解法C）性質(zhì)：1、高的機(jī)械強(qiáng)度和彈性。2、優(yōu)良的導(dǎo)體和半導(dǎo)體特性。量子限域所致3、高的比表面積。4、強(qiáng)的吸附性能。5、優(yōu)良的光學(xué)特性6、發(fā)光強(qiáng)度隨發(fā)射電流的增大而增強(qiáng)。D）應(yīng)用： 儲(chǔ)氫和儲(chǔ)能 單電子晶體管 高能微型電池 高能電容器 計(jì)算機(jī)芯片導(dǎo)熱板 高溫防護(hù)材料 等等五、 SiC、ZnO的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用、關(guān)聯(lián)SiC的半導(dǎo)體性質(zhì)、優(yōu)點(diǎn) 帶隙(Eg)寬2.3-3.3eV；臨界擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度(Eb)高，比Si高一個(gè)量級(jí)；電子飽和漂移速

26、率(s)大，是Si的2倍；熱導(dǎo)率(K)大，約為Si的2-3倍，甚至優(yōu)于銅；介電常數(shù)(r)低 應(yīng)用：高頻、微波器件；大功率器件；耐高溫器件；光電器件；耐輻射及高能粒子探測(cè) ZnO的晶體結(jié)構(gòu)ZnO是II-VI族化合物半導(dǎo)體材料，具有纖鋅礦結(jié)構(gòu)，屬于空間群P63mc，其晶格常數(shù)a=3.2495 ，c=5.2069 ；c/a1.602,比理想的六方密堆積結(jié)構(gòu)1.633略小性質(zhì)：光學(xué)、紫外受激發(fā)射、壓電、導(dǎo)電、濕敏、氣敏等特性應(yīng)用：制作太陽(yáng)能電池透明電極、壓敏元件、氣敏元件、發(fā)光器件、紫外光探測(cè)器七、CoFe2O4結(jié)構(gòu)：CoFe2O4鐵氧體是鐵基氧化物中比較重要的一種，屬于尖晶石型、立方晶系。尖晶石型鐵

27、氧體的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)，其中氧離子作面心立方密堆積，存在著四面體位與八面體位兩類(lèi)間隙，Co2+離子占據(jù)八面體的間隙位置，而Fe3+離子選擇性的占據(jù)四面體和八面體的間隙位置。性質(zhì)：具有立方結(jié)構(gòu)的鈷鐵氧體是一種性能優(yōu)良的永磁材料,它具有高的矯頑力和磁飽和強(qiáng)度、磁晶各向異性常數(shù)較大、化學(xué)性能穩(wěn)定且耐腐蝕耐磨損等。其矯頑力和電阻率比磁性合金高幾十倍,高頻磁導(dǎo)率較高,單元鐵氧體在室溫下的磁晶各向異性常數(shù)可高達(dá)約2.7105J/m37。所有這些優(yōu)點(diǎn)使它廣泛地應(yīng)用于低損耗磁芯材料、垂直磁記錄材料、磁性靜態(tài)波器件以及表面磁性研究中。應(yīng)用：吸波材料：將其制備成納米級(jí)微粒，不僅可以提高其吸波性能，還可以減輕

28、質(zhì)量。在電視、無(wú)線電、錄音、錄像、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、雷達(dá)導(dǎo)航、宇宙飛行、衛(wèi)星通訊、儀表測(cè)量、印刷顯示、醫(yī)學(xué)生物、高速運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。八、 名詞解釋+其它1、當(dāng)有足夠強(qiáng)的輻射（如紫光）照射離子晶體時(shí)，價(jià)帶中的電子就有可能被激發(fā)跨過(guò)能隙，進(jìn)入導(dǎo)帶，這樣就發(fā)生了光吸收。這種與電子由價(jià)帶到導(dǎo)帶的躍遷相關(guān)的光吸收，稱(chēng)作基礎(chǔ)吸收或固有吸收。2、價(jià)帶中的電子吸收一定波長(zhǎng)的可見(jiàn)光或近紅外光可以相互脫離而自行漂移，并參與導(dǎo)電，即產(chǎn)生所謂光導(dǎo)電現(xiàn)象。當(dāng)導(dǎo)帶中的一個(gè)電子與價(jià)帶中的一個(gè)空穴復(fù)合時(shí)，就會(huì)發(fā)射出可見(jiàn)光的光子，這就是所謂光致發(fā)光現(xiàn)象。3激發(fā)源和發(fā)光材料分類(lèi)發(fā)光（Luminescence）一般

29、用來(lái)描述某些固體材料由于吸收能量而隨之發(fā)生的發(fā)射光現(xiàn)象。發(fā)光可以以激發(fā)光源類(lèi)型的不同劃分為如下發(fā)光類(lèi)型：光致發(fā)光（Photoluminescence）：以光子或光為激發(fā)光源，常用的有紫外光作激發(fā)源。電致發(fā)光（Electroluminescence）：以電能作激發(fā)源。陰極致發(fā)光（Cathodoluminescence）：使用陰極射線或電子束為激發(fā)源。4、發(fā)光效率 發(fā)光材料的另一個(gè)重要特性是其發(fā)光強(qiáng)度，發(fā)光強(qiáng)度也隨激發(fā)強(qiáng)度而改變。通常用發(fā)光效率來(lái)表征材料的發(fā)光本領(lǐng)，有3種表示方法：量子效率、能量效率、光度效率。5、熒光（Fluorescence）：激發(fā)和發(fā)射兩個(gè)過(guò)程之間的間隙極短，約為1600 1

30、030 756 315 86.5陽(yáng)離子半徑(pm) 133 99 76 74 64 5358、 解釋下列問(wèn)題：（1）CCl4是液體，CH4及CF4是氣體，CI4是固體（室溫）。（2）BeO的熔點(diǎn)高于LiF。（3）HF的熔點(diǎn)高于HCl。（4）SiO2的熔點(diǎn)高于SO2（5）NaF的熔點(diǎn)高于NaCl。59、 寫(xiě)出下列NaCl型晶體點(diǎn)陣能大小的次序及依據(jù)的原理。CaO, NaBr, SrO, ScN, KBr和BaO60、 從元素電負(fù)性計(jì)算下列化合物的離子性百分?jǐn)?shù)，并給出共價(jià)鍵成份由大至小的順序。離子性百分?jǐn)?shù) = 1e-0.18(X)2， 為電負(fù)性差。LiCl, NaCl, AgCl, LiI, Na

31、I, CsI和AgI(采用書(shū)p23頁(yè)的數(shù)據(jù)；Cs和Ag的電負(fù)性分別為0.86和1.42)61、 Li2O為立方晶體，反CaF2型結(jié)構(gòu)。晶體中O-2為立方密堆，Li+占據(jù)全部Td空隙。 （1）畫(huà)出晶胞草圖。（2）指出Li+和O-2的配位數(shù)。62、 純金屬的原子體積是由一塊該金屬的體積除以其中所包含的原子個(gè)數(shù)求得的，也可由單胞的體積除以單胞中所包含的原子個(gè)數(shù)求得。由X衍射實(shí)驗(yàn)知道鎢為體心立方結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)a =0.3165 nm，求（1）鎢的原子體積（2）鎢的密度（3）計(jì)算一個(gè)半徑與鎢原子相同的園球的體積與鎢的原子體積之比。此比值是什么值？63、 對(duì)比置換固溶體和間隙固溶體的結(jié)構(gòu)。附 錄1某些物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓，標(biāo)準(zhǔn)生成自由焓和標(biāo)準(zhǔn)熵（298.15K）Hof