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晶体结构答案

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-2
=
= 2 2a
1 ´ ( 2a )2 sin 60° 2 4 -2 = a 3
1 1 (3 ´ + 3 ´ ) 6 2
∴面网密度顺序为 4a -2 ＞ 2 2a -2 ＞
4 3
a -2
（100） ， （110） ， （111）三个晶面的优先生长顺序为（111）＞（110）＞（100） ，故 NaCl 晶体易长成立方体多面体。 四、左图中：M︰N︰O2- = 右图中：M¢︰O2- =
1 1 ︰ ︰1 2 2
∴化学式为 MNO2。
3 1 1 ︰1，N¢︰□︰O2- = ︰ ︰1 4 8 8
∴M¢︰N¢︰□︰O2- = 6︰1︰1︰8
∴化学式为 M ¢ 6 (N¢, □)O8
五、1．∵CuFe2S3 相当于 3 个 MS，闪锌矿晶胞中有 4 个 ZnS，∴晶胞式量数为 4/3。 S 2- ： （0, 0, 0） （ （Cu, Fe） ： （ 或者 （ 2．d(Cu, Fe)－S = 3．dS－S =
九、1．a -Fe 属体心立方，∴ 4g Fe = 3a
2 ´ M Fe = 7.86 N A ´ (2.87)3 ´ 10-24
3 a = 1.24Å 4 2 ´ 55.85 ∴ NA = = 6.012 ´ 1023 (2.87)3 ´ 10-24 ´ 7.86
g Fe =
2．γ -Fe 属面心立方，∴ 4g Fe = 2a
－
4．固体电解质导电必须具备两个条件：其一，固体电解质晶体中存在未填充的空隙，其 二，传导电流的离子可以在空隙间迁移。 由上面第 1 题可知：dLi－N = 210.6pm，rN3- = 146pm ∴210.6 - 146 = 64.6pm ＞ rLi+ = 59pm，因此 Li+离子可以穿过由三个 N3-离子围 成的正三角形空六。另外 Li+离子层是非密置的，其空隙更大，所以 Li+离子也可以在 层与层之间迁移。 5．由于 N3-为 hcp 堆积，Li+︰N3- = 3︰1，∴Li+离子占有 N3-所围成 + + + 的所有正四面体空隙和正面体空隙中，因为在 hcp 堆积中，N3-个 + + + + 数：正四面体空隙︰正八面体空隙 = 1︰2︰1。 + + + 这种结构不能导电。 因为该结构中所有空隙都己填满 Li+离子， 没有空的空隙。
解得 n = 8
即一个晶胞中有 8 个 LiTi2O4 将 Li+离子选为晶胞顶点， Li+在晶胞中的位置与金刚石中的 碳原子相当。 8．充电： 放电： 阳极：LiTi2O4 - xeLixTi2O4 + xLi+ CnLix
阴极：Cn + xLi+ + xe正极：Li1-xTi2O4 + xLi+ + xeLiTi2O4 + 负极：CnLix - xe Cn + xLi
1 1 1 1 1 1 , , 0） （ , 0, ） （0, , ） 2 2 2 2 2 2
1 1 1 3 3 1 3 1 3 1 3 3 , , ） （ , , ） （ , , ） （ , , ） 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
3 3 3 1 1 3 1 3 1 3 1 1 , , ） （ , , ） （ , , ） （ , , ） 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
1 1 1 , , ） 2 2 2 1 2 Cr： （0, 0, ） （0, 0, ） 3 3 1 1 1 （ , , ） 2 2 6 1 1 5 （ , , ） 2 2 6
（
Al Cr
Al： （0, 0,
1 ） 3 2 （0, 0, ) 3 1 1 1 , , ） 2 2 6 1 1 1 （ , , ） 2 2 2 1 1 5 （ , , ） 2 2 6
放电 充电
电池反应方程式：Li1-xTi2O4 + CnLix
LiTi2O4 + Cn
2
三、NaCl 晶体
（100）面
（110）面
（111）面（Cl 或 Na+）
－
面网密度 =
(4 ´
= 4a
1 1 + 1) + 4 ´ 4 2 2 a -2
=
(4 ´
1 1 1 + 2 ´ ) + (2 ´ + 1) 4 2 2 a ´ 2a
ac 3.59 = = 1.795 Å 2 2
4．在 γ -Fe 晶胞中
g Fe + g y =
g y = 1.795 - 1.27 = 0.525Å
5．∵ g Ti ＞ g Fe ∴钛铁合金的晶胞参数大于a -Fe 的晶胞参数。 6．一个晶胞中可以填入 6 个 H 原子。第一种情况：H 原子可以占满晶胞中所有八面体空
3 3 a= ´ 0.5296 = 0.2293（nm） 4 4
2 2 a= ´ 0.5296 = 0.3744（nm） 2 2
4 (63.55 + 55.85 ´ 2 + 32.06 ´ 3) 4． r = 3 = 4.046 （g · cm-3） 6.022 ´ 1023 ´ (0.5296)3 ´ 10-21
2 十三、1．r 氢键 = (0.50a - 0.49a)2 + (0.426b - 0.91b)2 + (0.50c - 0.349c)2
r 氢键 = 254.8pm
b = 6rS2- = 3 ´ ahcp = 3 ´ 2 accp = 0.6485 （nm） 2
3
六、1．Na2O 为反莹石型 ∴dNa－O =
3 3 a= ´ 555 = 240.3（pm） 4 4 rNa+ = dNa－O - rO2- = 240.3 - 140 = 100.3（pm） 4 ´ (22.99 ´ 2 +16.00) = 2.41 （g · cm-3） 23 3 -30 6.022 ´ 10 ´ (555) ´ 10
g Fe =
2 ´ 3.59 = 1.247Å 4
rg - Fe =
4 ´ 55.85 = 8.02 （g · cm-3） 23 3 -24 6.022 ´ 10 ´ (3.59) ´ 10
a 2.87 = = 1.435 Å 2 2
3． g Fe + g x =
g x = 1.435 - 1.24 = 0.195Å
4+ + ∴由 CeO2 变成 Zr24 + Ce 2 O8 Zr24 + Ce3 2 O7 。 － － 八、在 NaCl 结构中 Cl 离子占有顶点和面心，且 Cl ︰正四面体空隙︰正八面体空隙 = 1 ︰2︰1，Na+离子占有所有正八面体空隙，所以 FeO 结构式可写作： 2+ [D2.00]t[ Fe1.00 □0.00]oO，即 x = 2，y = 1，z = 0。 + 2+ 3+ Fe0.9O 结构式：[ Fe3 0.10 D1.90]t[ Fe 0.70 Fe 0.10 □0.20]oO + 2+ 3+ Fe3O4 结构式：[ Fe3 0.25 D1.75]t[ Fe 0.25 Fe 0.25 □0.50]oO
2． rNa 2 O =
3．O2-离子占有 Na+离子围成的立方体空隙，空隙占有率为 50%。因为 Na+离子围成的立 方空隙有顶点（1 个） ，面心（3 个） ，棱心（3 个） ，体心（1 个） ，而 O2-离子只占有 顶点和面心。 七、1．有一个 Zr4+替换顶点的 Ce4+，有一个 Zr4+替换面心的 Ce4+（如图） ，这种情况下
5．
左图为正交晶胞，晶胞参数为
a = 3 ´ 2rS2- = 3 ´ ahcp = 3 ´ = 3´ 2 accp 2
2 ´ 0.5296 = 0.6485 （nm） 2 2 accp = 1.123 （nm） 2
白球：Cu， 黑球：Fe 右图为六方晶胞， a = b = 3 ´ 2rS2- = 3 ´
1 2 1 1 2 3 △： （ , , ） （ , , ） 3 3 4 3 3 4 3 5 2 1 1 2 1 7 ×： （0 , 0 , ） （0 , 0 , ） （ , , ） （ , , ） 8 8 3r =
nM LiTiO2 NA × V
=
n(6.94 + 2 ´ 47.88 + 4 ´ 16.00) = 3.730 6.022 ´ 1023 ´ (840.5)3 ´ 10-30
4
a 2 > a ；第二种情况：H 原子占有所有四面体空隙的一半 2 4 a （见图） ，H 原子之间的最短距离也为 ，也符合题意。 2
隙，∵棱与面心的距离为
+
+
+
△：八面体空隙
+ +
+
+ + +
+
+
a 2.87 = = 1.435 Å 2 2
+
×：四面体空隙
h +k +l 由布拉格方程可知 2dsinθ = nλ（令 n = 1）∴λ = 2 ´ 1.435 ´ sin32.6° = 1.546Å 十、1． As： As： （0, 0, 0） A 1 2 c （ , 3 3 2 1 1 c A （ , , ） 3 3 2 1 2 B c （ , 3 3 Ni： B c
晶体结构参考答案
一、1．
A
B
2．
c¢ c¢¢ c¢¢¢
3．……Ac¢Bc¢¢Ac¢¢¢Bc¢Ac¢¢Bc¢¢¢A…… 4．由第 3 题可知a-Al2O3 的六方晶胞中有 6 个 Al2O3 化学式。 6 ´ [2 ´ 26.98 + 3 ´ 16.00] ∴ r Al2 O3 = = 3.98（g · cm-3） 23 2 -30 6.022 ´ 10 ´ (476.28) ´ (1300.32) ´ ( 3 2) ´ 10 5． Al： （0, 0, 0）

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材料科学基础第三章典型晶体结构.答案

材料科学基础第三章典型晶体结构.答案

NaCl型结构在三维方向上键力分布比较均匀，因此 其结构无明显解理（晶体沿某个晶面劈裂的现象称 为解理），破碎后颗粒呈现多面体形状。
类似于NaCl型晶体结构的晶体较多，只是晶胞 参数不同而已。
常见的NaCl型晶体都是碱土金属氧化物和过渡 金属的二价氧化物。化学式可写为MO，其中M2＋ 是二价金属离子，结构中M2＋和O2－分别占据了 NaCl中钠离子和氯离子的位置。这些氧化物有很 高的熔点，尤其是MgO（矿物名称方镁石），其 熔点高达2800℃左右，是碱性耐火材料镁砖中的 主要晶相。
反萤石型结构 ：在萤石型结构中正、负离子位置全部互换，并没 有改变结构形式，只是正、负离子位置对调。如Na2O
结构-性能关系：CaF2熔点较低，用作助熔剂/作晶核剂。 质点间 键力较NaCl强 硬度稍高（莫氏4级），熔点1410C，在水中 溶解度小。
表示方法：球体堆积法；坐标法；投影图；配位多面体
连接方式
0,100
50
0,100
75 50
25 0,100
25 0,100
50
75
50
0,100
与金刚石晶胞的对比 ，有什么不同？
同型结构的晶体β-SiC,GaAs,AlP 等
5、-ZnS（纤锌矿）型结构 （AB type）
六方晶系，简单六方格子
C
50
0,100
晶胞在（001）面的投影图
晶胞中由几套等同点？
在坐标为000和坐标为1/4 1/4 3/4 的 原 子 的 环 境 是 不 同 的 ， 它们不能独立抽象为一类等同 点，这是两类等同点。最后， 它的布拉维格子仍为面心立方 格子。
这种结构可以看成是由2个面 心立方布拉维格子穿插而成： 这2个面心立方格子（图中的 灰色和红色点）沿体对角线相 对位移动a/4<111>。
晶体结构的分析与计算题和答案

晶体结构的分析与计算题和答案

晶体结构的分析与计算1．常见共价晶体结构的分析2.常见分子晶体结构的分析3.常见离子晶体结构的分析684F－：8；Ca2＋：41．AB型化合物形成的晶体结构多种多样。

下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是()A．①③B．②⑤C．⑤⑥D．③④⑤⑥2．如图为几种晶体或晶胞的示意图：请回答下列问题：(1)上述晶体中，微粒之间以共价键结合形成的晶体是________。

(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为______________________。

(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同，NaCl晶体的离子键________(填“大于”或“小于”)MgO 晶体的离子键，原因是___________________________________________________________。

(4)CaCl2晶体中Ca2＋的配位数________。

(5)冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是_______________________________________________________________________________。

3．[2017·全国卷Ⅲ，35(5)]MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X­射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420 nm，则r(O2－)为________nm。

MnO 也属于NaCl型结构，晶胞参数为a′＝0.448 nm，则r(Mn2＋)为________nm。

4．Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示。

已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为N A，则Li2O的密度为________________________________________g·cm－3(列出计算式)。

5．[2018·全国卷Ⅱ，35(5)]FeS2晶体的晶胞如图所示。

第一章金属的晶体结构作业答案

第一章金属的晶体结构作业答案

第⼀章⾦属的晶体结构作业答案第⼀章⾦属的晶体结构1、试⽤⾦属键的结合⽅式，解释⾦属具有良好的导电性、正的电阻温度系数、导热性、塑性和⾦属光泽等基本特性.答：(1)导电性：在外电场的作⽤下，⾃由电⼦沿电场⽅向作定向运动。

(2)正的电阻温度系数：随着温度升⾼，正离⼦振动的振幅要加⼤，对⾃由电⼦通过的阻碍作⽤也加⼤，即⾦属的电阻是随温度的升⾼⽽增加的。

(3)导热性：⾃由电⼦的运动和正离⼦的振动可以传递热能。

(4) 延展性：⾦属键没有饱和性和⽅向性，经变形不断裂。

(5)⾦属光泽：⾃由电⼦易吸收可见光能量，被激发到较⾼能量级，当跳回到原位时辐射所吸收能量，从⽽使⾦属不透明具有⾦属光泽。

2、填空：1)⾦属常见的晶格类型是⾯⼼⽴⽅、体⼼⽴⽅、密排六⽅。

2)⾦属具有良好的导电性、导热性、塑性和⾦属光泽主要是因为⾦属原⼦具有⾦属键的结合⽅式。

3)物质的原⼦间结合键主要包括⾦属键、离⼦键和共价键三种。

4)⼤部分陶瓷材料的结合键为共价键。

5)⾼分⼦材料的结合键是范德⽡尔键。

6)在⽴⽅晶系中，某晶⾯在x轴上的截距为2，在y轴上的截距为1/2；与z轴平⾏，则该晶⾯指数为（（ 140 ））.7)在⽴⽅晶格中，各点坐标为：A (1，0，1)，B (0，1，1)，C (1，1，1/2)，D(1/2，1，1/2)，那么AB晶向指数为（ī10），OC晶向指数为（221），OD晶向指数为（121）。

8)铜是（⾯⼼）结构的⾦属，它的最密排⾯是（111 ）。

9) α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn中属于体⼼⽴⽅晶格的有（α-Fe 、 Cr、V ），属于⾯⼼⽴⽅晶格的有（γ-Fe、Al、Cu、Ni ），属于密排六⽅晶格的有（ Mg、Zn ）。

3、判断1)正的电阻温度系数就是指电阻随温度的升⾼⽽增⼤。

（√）2)⾦属具有美丽的⾦属光泽，⽽⾮⾦属则⽆此光泽，这是⾦属与⾮⾦属的根本区别。

（×）3) 晶体中原⼦偏离平衡位置，就会使晶体的能量升⾼，因此能增加晶体的强度。

9-15章 习题及答案

9-15章 习题及答案

晶体结构补充习题 一.选择题 1. 下列离子中，半径依次变小的顺序是( A ) A. F,Na,Mg,Al B. Na,Mg,Al,F C. Al,Mg,Na,F D. F,Al,Mg,Na 2. NaCl 晶体中钠和氯离子周围都是由六个相反离子按八面体形状排列的 ，解释这样的结构可以用 ( C ) A. 杂化轨道 B. 键的极性 C. 离子大小 D. 离子电荷 3. 石墨晶体是( D ) A. 原子晶体 B. 金属晶体 C. 分子晶体 D. 前三种晶体的混合型 4. 关于离子晶体的性质，以下说法中不正确的是( A ) A. 所有高熔点的物质都是离子型的物质； B. 离子型物质的饱和水溶液是导电性很好的溶液； C. 熔融的碱金属氯化物中，导电性最好的是 CsCl； D. 碱土金属氧化物的熔点比同周期的碱金属氧化物的熔点高。 5. 下列物质中，熔点最低的是( B ) A. NaCl B. AlCl C. KF D. MgO 6. 关于离子极化下列说法不正确的是( C ) A. 离子正电荷越大,半径越小,极化作用越强； B. 离子极化作用增强,键的共价性增强； C. 离子极化的结果使正负离子电荷重心重合； D. 复杂阴离子中心离子氧化数越高，变形性越小。 7. 下列离子最易变形的是( D ) A. F B. CN C. NO D. Br 8. 下列阳离子变形性最大的是( D ) A. Na B. K C. Li D. Ag 9. 下列各组离子中，既有较强的极化性又有较强的变形性的一组是( C ) A. Li、Na、K B. Mg、Ca、Ba C. Ag、Pb、Hg D. Cl、Br、I 10. 下列化合物熔点最高的是( B ) A. MgCl B. NaCl C. ZnCl D. AlCl 11. 下列化合物在水中溶解度最大的是( A ) A. AgF B. AgCl C. AgBr D. AgI 12. 下列化合物哪个熔沸点最低( D ) A. KCl B. CaCl C. AlCl D. GeCl 13. 下列氧化物属于离子型的是( D ) A. Ag O B. ZnO C. PbO D. BaO 二.填空题 1. 离子的结构特征一般包括<1>.离子电荷 <2>.离子半径 <3>. 离子的电子层结构 三个方面. 2. 简单离子的电子层构型(除 2e.8e,18e 外)还有: <1>. (18+2)e <2>. (9-17)e 。 3. 同周期元素离子电子层构型相同时,随离子电荷数增加,阳离子半径 减小，阴离子半径 增大 。 4. 指出下列离子的外层电子构型 (8e. 18e (18+2)e (9-17)e ) <1>. Cr (9-17)e <2>. Pb (18+2)e 5. 在同一周期中主族元素随着族数的递增，正离子的电荷数增大，离子半径 依次减小，例如 Na>Mg>Al。