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材料化学考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料化学中，以下哪种材料不属于金属材料？A. 钢B. 陶瓷C. 铝D. 铜答案：B2. 以下哪种技术不是用于制备纳米材料的？A. 溶胶-凝胶法B. 激光烧蚀C. 机械研磨D. 电化学沉积答案：C3. 材料的热处理过程中，淬火的目的是：A. 提高硬度B. 增加韧性C. 减少脆性D. 增加导电性答案：A4. 下列哪种材料具有超导性？A. 铜B. 铝C. 陶瓷D. 铌钛合金答案：D5. 以下哪种材料是半导体材料？A. 石墨B. 金刚石C. 硅D. 金答案：C6. 材料的疲劳断裂通常发生在：A. 材料表面B. 材料内部C. 材料的缺陷处D. 材料的接合处答案：C7. 以下哪种测试方法用于评估材料的热稳定性？A. 拉伸试验B. 压缩试验C. 热重分析D. 硬度测试答案：C8. 材料的断裂韧性通常用以下哪个参数表示？A. 弹性模量B. 屈服强度C. 疲劳极限D. 临界应力强度因子答案：D9. 以下哪种材料是磁性材料？A. 橡胶B. 塑料C. 铁D. 玻璃答案：C10. 材料的塑性变形通常发生在：A. 弹性范围之外B. 弹性范围之内C. 断裂点D. 疲劳点答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料的______是指材料在受到外力作用时，能够发生形变而不立即断裂的能力。
答案：韧性2. 金属材料的______是指材料在受到外力作用时，能够抵抗永久变形的能力。
答案：硬度3. 材料的______是指材料在受到外力作用时，能够抵抗断裂的能力。
答案：强度4. 纳米材料的______特性使其在许多领域具有独特的应用潜力。
答案：量子尺寸效应5. 材料的______是指材料在受到重复或交变应力作用时，发生断裂的能力。
答案：疲劳6. 材料的______是指材料在受到温度变化时，能够保持其性能不变的能力。
答案：热稳定性7. 材料的______是指材料在受到电场作用时，能够抵抗电流通过的能力。
材料化学专业试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪个是材料化学研究的重要内容？A. 材料的合成与加工B. 材料的物理性质C. 材料的化学性质D. 所有选项答案：D2. 材料科学中，下列哪个术语与材料的微观结构无关？A. 晶格常数B. 晶界C. 晶粒尺寸D. 材料的密度答案：D3. 材料的哪些性质通常通过化学方法进行研究？A. 机械性质B. 热性质C. 电性质D. 光学性质答案：C4. 以下哪个不是材料化学中常用的表征技术？A. X射线衍射（XRD）B. 扫描电子显微镜（SEM）C. 原子力显微镜（AFM）D. 热重分析（TGA）答案：D5. 材料的腐蚀通常与哪种因素有关？A. 温度B. 湿度C. 化学成分D. 所有选项答案：D二、填空题（每空2分，共20分）6. 材料化学中的“相”是指具有相同________和________的区域。
答案：化学成分；物理性质7. 材料的疲劳寿命可以通过________测试来评估。
答案：循环载荷8. 材料的热稳定性可以通过________来测试。
答案：热分析9. 材料的光学性质可以通过________来研究。
答案：光谱分析10. 材料的电导率可以通过________来测量。
答案：四探针法三、简答题（每题10分，共30分）11. 简述材料化学中“相变”的概念。
答案：相变是指材料在一定条件下，由一种相态转变为另一种相态的过程。
这种转变可能是由于温度、压力、化学组成或外部环境的变化引起的。
12. 描述材料化学中“纳米材料”的特点。
答案：纳米材料是指具有至少一个维度在纳米级别的材料。
它们具有独特的物理、化学和生物学性质，如高比表面积、量子效应和增强的机械性能。
13. 解释材料化学中“复合材料”的概念。
答案：复合材料是由两种或两种以上不同材料组成的新型材料，这些材料在宏观尺度上保持各自的特性，同时通过复合作用产生新的性能。
四、计算题（每题15分，共30分）14. 某材料的热导率k为0.5 W/m·K，其厚度为0.02m，两侧温差为10°C。
材料化学专业试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种物质不属于材料化学的研究范畴？A. 金属材料B. 陶瓷材料C. 生物高分子D. 塑料制品答案：D2. 材料的微观结构对其宏观性能有重要影响，以下哪项不是微观结构的描述？A. 晶格结构B. 缺陷C. 相界面D. 颜色答案：D3. 下列哪种材料具有铁磁性？A. 铜B. 铝C. 镍D. 铅答案：C4. 材料的热处理过程中，淬火的目的是什么？A. 提高硬度B. 增加韧性C. 减少成本D. 提高导电性答案：A5. 下列哪种现象不属于材料的老化？A. 氧化B. 腐蚀C. 磨损D. 熔化答案：D6. 材料的断裂韧性通常用来描述材料的哪项性能？A. 硬度B. 韧性C. 强度D. 塑性答案：B7. 下列哪种材料具有最高的热导率？A. 石墨烯B. 硅C. 橡胶D. 玻璃答案：A8. 材料的疲劳寿命与加载频率的关系是什么？A. 正比B. 反比C. 无关D. 先增加后减少答案：B9. 下列哪种合金具有形状记忆效应？A. 铝合金B. 铜合金C. 镍钛合金D. 铁合金答案：C10. 在材料科学中，霍尔效应常用于测量材料的哪种性质？A. 电阻率B. 热导率C. 磁导率D. 载流子浓度答案：D二、填空题（每题2分，共20分）11. 材料的硬度是指材料抵抗塑性变形的能力。
12. 材料的断裂强度是指材料在断裂前能承受的最大应力。
13. 陶瓷材料通常具有高熔点、硬度大和良好的化学稳定性等特点。
14. 金属材料的腐蚀可以通过涂层、阴极保护或使用耐腐蚀合金等方法来减缓。
15. 材料的疲劳是指在循环应力下材料逐渐损伤直至断裂的过程。
16. 材料的导热性能可以通过测量其热导率来评估。
17. 材料的弹性是指在外力作用下材料发生形变，去除外力后能恢复原状的性质。
18. 聚合物的玻璃化转变温度是指聚合物从玻璃态转变为高弹态的温度。
19. 纳米材料的特殊性质包括光学性质、磁学性质和催化性质等。
材料化学李奇试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料化学中，下列哪种材料不属于无机非金属材料？A. 玻璃B. 陶瓷C. 金属合金D. 石墨答案：C2. 材料的导热性能与下列哪项无关？A. 材料的密度B. 材料的热导率C. 材料的厚度D. 材料的热容答案：C3. 纳米材料的尺寸效应主要表现在哪些方面？A. 光学性质B. 热学性质C. 力学性质D. 所有选项答案：D4. 下列哪种材料不具有磁性？A. 铁B. 镍C. 铜D. 钴答案：C5. 材料的疲劳寿命与下列哪项无关？A. 材料的强度B. 材料的硬度C. 材料的韧性D. 材料的表面处理答案：B二、填空题（每题2分，共10分）1. 材料的_________是指材料在受到外力作用时，抵抗变形和断裂的能力。
答案：韧性2. 材料的_________是指材料在单位时间内通过单位面积的热量。
答案：热导率3. 材料的_________是指材料在受到外力作用时，抵抗永久变形的能力。
答案：弹性4. 材料的_________是指材料在受到外力作用时，抵抗断裂的能力。
答案：强度5. 材料的_________是指材料在受到外力作用时，抵抗塑性变形的能力。
答案：硬度三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述材料化学在现代科技中的重要性。
答案：材料化学是研究材料的组成、结构、性质以及它们之间相互关系的学科。
在现代科技中，材料化学的重要性体现在其对新材料的开发、现有材料性能的改善以及材料应用的拓展等方面。
新材料的开发可以推动科技进步，改善现有材料性能可以提高产品性能和使用寿命，材料应用的拓展可以促进新领域的开发。
2. 说明材料的热稳定性对工业生产的影响。
答案：材料的热稳定性是指材料在高温下保持其物理和化学性质不变的能力。
在工业生产中，热稳定性对材料的选择和使用至关重要。
具有良好热稳定性的材料可以在高温环境下保持其结构和功能，从而保证生产过程的连续性和产品的可靠性。
反之，热稳定性差的材料在高温下容易发生变形、熔化或分解，影响产品质量和生产安全。
材料化学参考答案材料化学参考答案材料化学是研究材料的性质、结构和合成方法的学科。
它涉及到多个领域，如无机材料、有机材料、高分子材料等。
在材料化学中，我们需要了解材料的组成、结构和性能之间的关系，以及如何通过控制材料的合成方法来获得所需的性能。
本文将以几个常见的材料为例，介绍材料化学的一些基本概念和原理。
1. 金属材料金属材料是最常见的材料之一，具有良好的导电性和导热性。
金属材料的性质与其晶体结构有关。
金属晶体由紧密堆积的金属原子组成，原子之间通过金属键相互连接。
金属材料的导电性和导热性是由于金属原子之间的自由电子，它们能够在晶格中自由移动。
此外，金属材料的塑性和延展性也与其晶体结构有关。
金属晶体中的原子可以通过滑移机制相对容易地改变位置，从而使金属材料具有良好的塑性和延展性。
2. 陶瓷材料陶瓷材料是一类非金属材料，具有优异的耐高温性和耐腐蚀性。
陶瓷材料的性质与其晶体结构和化学成分有关。
陶瓷晶体通常由离子键或共价键相互连接的原子组成。
这种结构使得陶瓷材料具有较高的硬度和脆性。
陶瓷材料的高温稳定性和耐腐蚀性是由于其晶体结构的稳定性和化学成分的特性。
例如，氧化铝是一种常见的陶瓷材料，其高温稳定性使其成为制备高温陶瓷材料的良好基础。
3. 高分子材料高分子材料是由大量重复单元组成的材料，如塑料和橡胶。
高分子材料的性质与其分子结构和分子量有关。
高分子材料的分子通常由长链或网络结构组成，这使得高分子材料具有良好的柔韧性和可塑性。
高分子材料的性能可以通过调整其分子结构和分子量来控制。
例如，聚乙烯是一种常见的塑料，其性能可以通过改变聚合反应的条件来调整，如反应温度、催化剂和反应时间等。
4. 纳米材料纳米材料是具有纳米尺度尺寸的材料，其性质与其尺寸效应有关。
纳米材料通常具有特殊的光学、电学和磁学性质。
这是因为纳米材料的尺寸接近原子和分子的尺度，导致其电子和光子行为与宏观材料有所不同。
纳米材料的合成方法包括溶胶凝胶法、溶液法和气相沉积法等。
材料化学习题答案材料化学是一门研究材料的化学组成、结构、性质及其应用的学科。
在解决材料化学习题时，通常需要对材料的物理化学性质、合成方法、表征手段以及应用领域有深入的了解。
以下是一些材料化学习题的答案示例：习题一：简述材料化学中的“相”的概念。
答案：在材料化学中，“相”指的是在宏观尺度上具有相同化学组成和物理性质的区域。
一个材料可以包含一个或多个相。
相的区分通常基于化学组成、晶体结构、相界面以及相的物理性质。
例如，在合金中，不同的金属元素可以形成不同的相，如固溶体、沉淀相等。
习题二：解释什么是纳米材料，并举例说明其应用。
答案：纳米材料是指至少在一个维度上具有纳米尺度（1-100纳米）的材料。
这类材料因其独特的尺寸效应而展现出与宏观材料不同的性质，如高比表面积、量子效应等。
纳米材料的应用非常广泛，包括纳米电子器件、药物输送系统、催化剂、能源存储设备等。
习题三：描述材料的表征方法，并举例说明。
答案：材料的表征方法包括但不限于X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、红外光谱（IR）和核磁共振（NMR）。
例如，XRD用于确定材料的晶体结构和相组成；SEM和TEM用于观察材料的表面形貌和微观结构；AFM用于测量材料表面的粗糙度和局部性质；IR和NMR则用于分析材料的化学组成和分子结构。
习题四：简述材料的合成方法之一——溶胶-凝胶法，并说明其优势。
答案：溶胶-凝胶法是一种从溶液到固体的合成方法，通常涉及金属醇盐的水解和聚合过程。
这种方法的优势在于可以在较低的温度下制备材料，从而减少热处理对材料性质的影响；同时，溶胶-凝胶法可以精确控制材料的化学组成和微观结构，适用于制备薄膜、纤维和粉末等不同形态的材料。
习题五：讨论材料的环境友好性，并举例说明。
答案：材料的环境友好性指的是在材料的整个生命周期中，从生产、使用到废弃处理，对环境的影响尽可能小。
例如，生物降解材料可以在一定时间内自然分解，减少环境污染；绿色建筑材料如绿色混凝土，通过使用工业废料作为骨料，减少了对自然资源的开采和对环境的破坏。
材料化学1、下列情形可能发生的是（D）A、周武王穿着铁制铠甲伐纣B、秦朝儿童春天放纸风筝C、周朝使用铁质锄头D、东汉儿童放纸风筝2、新科技革命三大支柱通常指（D）能源； 交通；●通讯；❍材料；⏹信息；A、 ●B、 ●⏹C、 ●⏹D、 ❍⏹3、古代青铜是铜和哪种金属的合金（A）A、锡或铅B、铁或铬C、镁或铝D、金或银4、基本固态材料包括（B）①金属材料；②无机非金属材料；③高分子材料；④复合材料A、①②B、①②③C、②③④D、①②③④5、下列关于无机非金属材料的叙述中不正确的是（A）A、热和电的传导性好，材料硬而韧B、可用于高新技术产业C、包括陶瓷、玻璃、水泥、金刚石、硅等D、半导体材料可用于制作发光二极管、晶体管等6、下列哪种材料的出现使得人类的电子时代进入跨越式发展（B）A、高分子材料B、半导体材料C、金属材料D、炭材料7、纳米材料发展自（A）A、20世纪80年代中期B、20世纪70年代中期C、20世纪60年代中期D、20世纪50年代中期8、复合材料按照基体材料的种类来分，不包括（D）A、聚合物基复合材料B、金属基复合材料C、陶瓷基复合材料D、夹层复合材料9、将材料分为结构材料和功能材料，划分依据为（C）A、功能和用途B、晶体结构C、使用时对性能的侧重点D、化学组成10、纳米材料最可能不关注下列哪一性质（D ）A、强度B、韧性C、抗疲劳性D、磁性注：这题答案真找不到，具体见书本P3，第三段，结构材料和功能材料各侧重于哪些11、下列不属于功能材料范畴的是（A）A、无机非金属B、绝缘材料C、导电材料D、感光材料12、按材料的发展过程出现的先后顺序，以下正确的是（A）A、天然材料、烧炼材料、合成材料、可设计材料、智能材料B、天然材料、烧炼材料、可设计材料、合成材料、智能材料C、天然材料、烧炼材料、合成材料、智能材料、可设计材料D、天然材料、可设计材料、烧炼材料、合成材料、智能材料13、炼铁过程中焦炭的作用不包括（A）A、吸附B、还原C、供热D、支撑14、关于复合材料叙述正确的是（C）复合材料是由两种或多种不同材料结合而成的复合材料在自然界中不常见●复合材料以一种材料为连续相，作为基体，其他材料作为分散相❍复合材料既保留原组分材料的特性，又具有单一组分所无法获得的特性A、 ●B、 ●❍C、 ●❍D、 ❍15、下列关于材料的叙述错误的是（B）A、是指具有使其能够用于机械、结构、设备和产品的性质的物质B、在使用过程中被转变为别的物质C、是指可重复、持续使用，除了正常损耗不会不可逆地转变成别的物质D、是人类生产和生活的物质基础，是社会生产力发展的重要支柱16、三大合成高分子材料是（D）A、塑料、橡胶、陶瓷B、陶瓷、纤维、橡胶C、纤维、橡胶、陶瓷D、塑料、合成纤维、合成橡胶17、下列历史时期的正确排列顺序是（B）A、铁器时代、旧石器时代、青铜器新石器B、旧石器、新石器时代、青铜器时代、铁器C、旧石器时代、新石器时代、铁器时代、青铜器D、青铜器时代、旧石器、新石器时代、铁器时代18、把固态物质分为晶体和非晶体的依据是（C）A、物质的组成B、物质的性质C、构成物质的微粒排列的有序性D、构成物质的微粒的运动状态19、从乙烷分子的重叠构象出发，经过非重叠非交叉构象，最后变为交叉构象，点群的变化是（B）A、D3h-D3-D3dB、D3-D3h-D3dC、C3h-C3-C3vD、C3-C3h-C3v20、CH4分子所属的点群为（B）A、D4h B、T d C、O h D、D4d21、晶族、晶系、点群、空间点阵、空间群的数目分别是（A ）A、3、7、32、14、230B、3、7、14、32、230C、3、5、32、14、230D、3、7、24、32、20022、某元素的原子最外层只有一个电子，当它跟卤素结合时可形成的化学键为（C）A、一定是离子键B、一定是共价键C、可能是离子键，也可能是共价键D、以上说法都不正确23、下列原子间的键合作用既有饱和性又有方向性的是（D）①离子键；②金属键；③共价键；④氢键A、①②B、①③C、②③D、③④24、下列有关晶体和非晶体的说法错误的是（A）A、晶体和非晶体都有整齐、规则的外形B、晶体具有各向异性C、非晶体没有固定的熔点D、非晶体由于微粒的排列是混乱的，表现为各向异性25、常温下，F2和Cl2为气体，I2为固体，主要是由于下列哪种因素决定的（D）A、氢键B、诱导力C、静电力D、色散力26、以下定义中不正确的是（C）A、晶体中质点的中心用直线连起来构成的空间格子，为晶格B、构成晶格的最基本的几何单元为晶胞C、晶胞的大小、形状由边长a、b、c（晶轴）和轴间夹角（α、β、γ）确定，为晶体参数D、具有相同密勒指数的两个相邻平面之间的距离，为晶面间距27、C60是由（）构成，属于（）点群。
材料化学专业试题及答案一、单选题（每题1分，共20分）1. 材料化学中，以下哪个元素的原子半径最大？A. 锂B. 钠C. 钾D. 铯2. 金属氧化物的导电性通常如何？A. 良好B. 较差C. 不导电D. 取决于金属类型3. 以下哪种材料不是陶瓷材料？A. 氧化铝B. 硅酸盐C. 聚四氟乙烯D. 碳化硅4. 以下哪种材料属于高分子材料？A. 石墨B. 玻璃C. 聚乙烯D. 碳钢5. 材料的硬度通常与下列哪个因素有关？A. 原子间键的强度B. 材料的密度C. 材料的颜色D. 材料的导电性6. 以下哪种材料是半导体材料？A. 铜B. 铁C. 硅D. 银7. 材料的韧性是指材料的哪种性能？A. 抗拉强度B. 抗剪强度C. 抗冲击性能D. 耐磨性能8. 以下哪种材料是磁性材料？A. 铝B. 铜C. 铁D. 铅9. 材料的热膨胀系数是指什么？A. 材料在受热时体积的变化率B. 材料在受冷时体积的变化率C. 材料在受热时长度的变化率D. 材料在受冷时长度的变化率10. 以下哪种材料是绝缘体？A. 橡胶B. 玻璃C. 石墨D. 铜11. 材料的导热性与下列哪个因素有关？A. 材料的密度B. 材料的硬度C. 材料的导电性D. 材料的化学结构12. 以下哪种材料是生物降解材料？A. 聚氯乙烯B. 聚丙烯C. 聚乳酸D. 聚苯乙烯13. 材料的电化学腐蚀通常发生在哪种环境下？A. 干燥环境B. 真空环境C. 潮湿环境D. 无氧环境14. 以下哪种材料是超导材料？A. 铜B. 铝C. 铅D. 铌15. 材料的疲劳是指什么？A. 材料在反复受力后逐渐破坏的过程B. 材料在高温下逐渐破坏的过程C. 材料在低温下逐渐破坏的过程D. 材料在化学作用下逐渐破坏的过程16. 以下哪种材料是光学材料？A. 硅B. 石英C. 橡胶D. 聚酯17. 材料的弹性模量是指什么？A. 材料在受力时的形变程度B. 材料在受力时的恢复程度C. 材料在受力时的应力与应变的比值D. 材料在受力时的应力与形变的比值18. 以下哪种材料是耐火材料？A. 木材B. 塑料C. 陶瓷D. 橡胶19. 材料的断裂韧性是指什么？A. 材料在受到冲击时的破坏程度B. 材料在受到拉伸时的破坏程度C. 材料在受到压缩时的破坏程度D. 材料在受到剪切时的破坏程度20. 以下哪种材料是电绝缘材料？A. 铝B. 铜C. 橡胶D. 石墨二、多选题（每题2分，共20分）1. 以下哪些因素会影响材料的导电性？A. 材料的化学结构B. 材料的晶体结构C. 材料的表面状态D. 材料的温度2. 以下哪些材料属于复合材料？A. 玻璃钢B. 碳纤维C. 铝合金D. 陶瓷基复合材料3. 以下哪些材料是热塑性塑料？A. 聚氯乙烯B. 聚丙烯C. 聚四氟乙烯D. 聚碳酸酯4. 以下哪些材料是热固性塑料？A. 酚醛树脂B. 环氧树脂C. 聚酰亚胺D. 聚酯5. 以下哪些因素会影响材料的热膨胀系数？A. 材料的化学成分B. 材料的晶体结构C.。
1.什么是材料化学?其主要特点是什么？答：材料化学是有关于材料的结构、性质、制备及应用的化学.主要特点：跨学科性,实践性。
2.材料与试剂的主要区别是什么？答：试剂在使用过程中通常被消耗并转化为其他物质，而材料通常是可重复的、连续的，除了正常的消耗外，它不会不可逆地转化为其他物质。
3.观察一只灯泡，列举制造灯泡所需的材料。
4.材料按其组成和结构可以分为哪几类？如果按功能和用途对材料分类，列举十种不同功能或用途的材料。
答：（1)金属材料，无机非金属材料，高分子材料，复合材料（2）导电材料、绝缘材料、生物医用材料、航天航空材料、能源材料、电子信息材料、感光材料5.简述材料化学的主要内容.答：结构:原子和分子在不同层次彼此结合的形式、状态和空间分布。
特性：材料固有的化学、物理和力学特性。
制备：将原子和分子结合在一起，并最终将其转化为有用的产品应用。
1.原子间的结合键共有几种 ？各自特点如何？3。
计算体心立方及六方密堆的的堆积系数。
74.0)2/4()3/4(4)3/4(4＝3333fcc ==R R aR ππξ10. 单质Mn有一种同素异构体为立方结构,其晶胞参数为0。
6326nm,密度= 7。
26g cm—3，原子半径r = 0。
112nm，计算Mn晶胞中有几个原子，其堆积系数为多少?11. 固溶体与溶液有何异同？固溶体有几种类型？固体溶液与液体溶液的共同点:均具有均一性、稳定性，均为混合物,均存在溶解性问题（对固态溶液称为固溶度,对液体溶液称为溶解度）；（1)均一性：溶液各处的密度、组成和性质完全一样；（2）稳定性：温度不变，溶剂量不变时，溶质和溶剂长期不会分离；(3)混合物：溶液一定是混合物.固体溶液与液体溶液的不同点：固溶体的溶质和溶剂均以固体形式出现，而液体溶体的溶质和溶剂均以液体形式出现；固溶体:又称固体溶液，指由一种或多种溶质组元溶入晶态溶剂，并保持溶剂晶格类型所形成的单相晶态固体。
固溶体按固溶度分可两种类型：有限固溶体与无限固溶体；按溶质原子在晶格中的位置可分为置换固溶体与填隙固溶体。
一、名词解释:材料：人类社会所能够接受的经济地制造有用器件的物质。
（可以用来制造有用的构件、器件或物品的物质。
）晶体：晶体是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。
（具有格子构造的固体）空间点阵：表示晶体结构中各类等同点排列规律的几何图形。
（表示晶体内部结构中质点重复规律的几何图形。
）晶向：空间点阵的结点可以看成是分列在一系列相互平行的直线上，这些直线系称为晶列，同一个格子可以形成方向不同的晶列，每一个晶列定义了一个方向，称为晶向。
晶面：空间点阵的结点可以从各个方向被划分为许多组平行且等距的平面点阵，这些平面点阵所处的平面称为晶面。
对称：是指物体相同部分作有规律的重复。
点群：晶体结构中所有点对称要素（对称面、对称中心、对称轴和旋转反演轴）的集合。
空间群：是指一个晶体结构中所有对称要素集合。
肖特基缺陷：正常格点上的质点，在热起伏过程中获得能量离开平衡位置迁移到晶体的表面，而在晶体内部正常格点上留下空位。
弗伦克尔缺陷：在晶格热振动时，一些能量较大的质点离开平衡位置后，进入到间隙位置，形成间隙质点，而在原来位置上形成空位。
置换固溶体：溶质原子替换溶剂原子的位置形成的固溶体。
间隙固溶体：溶质原子填入溶剂晶格间隙中形成的固溶体。
中间相：合金组元间相互作用所形成的一种晶格类型及性能均不同于任一组元的合金固相。
相律：相平衡体系中揭示相数P ，独立组分数C和自由度F之间关系的规律。
相图：表达多相体系的状态随温度、压力、组成等强度性质变化情况的图形。
二、填空题1、材料按化学组成，可分为（金属材料）、（无机非金属材料）、（有机高分子材料）、（复合材料）；根据材料的性能，可分为（结构材料）和（功能材料）。
2、物质的三态：气态、液态和固态，从宏观上来看，气体和液体表现为（流动性），固体表现出（固体性）。
液体在缓慢降温过程中形成（晶体），在急冷过程中形成（非晶体）。
3、晶体与非晶体的根本区别是：晶体具有（长程有序），而非晶体（长程无序、短程有序）。
习题一答案1、晶体一般的特点是什么?点阵和晶体的结构有何关系？答：（1）晶体的一般特点是：a 、均匀性：指在宏观观察中，晶体表现为各部分性状相同的物体b 、各向异性：晶体在不同方向上具有不同的物理性质c 、自范性：晶体物质在适宜的外界条件下能自发的生长出晶面、晶棱等几何元素所组成凸多面体外形d 、固定熔点：晶体具有固定的熔点e、对称性：晶体的理想外形、宏观性质以及微观结构都具有一定的对称性（2）晶体结构中的每个结构基元可抽象成一个点，将这些点按照周期性重复的方式排列就构成了点阵。
点阵是反映点阵结构周期性的科学抽象，点阵结构是点阵理论的实践依据和具体研究对象，它们之间存在这样一个关系：点阵结构＝点阵＋结构基元点阵＝点阵结构－结构基元2、下图是一个伸展开的聚乙烯分子，其中C—C化学键长为1.54Å。
试根据C原子的立体化学计算分子的链周期。
CCCCCCC答：因为C原子间夹角约为109.5°，所以链周期＝2×1.54Å×sin(109.5°/2)=2.51Å3、由X射线法测得下列链型高分子的周期如下，试将与前题比较思考并说明其物理意义。
化学式链周期聚乙烯醇 2.52聚氯乙烯 5.1聚偏二氯乙烯 4.7答：由题中表格可知，聚乙烯醇的链周期为2.52 Å，比聚乙烯略大，原因可能是-OH 体积比H大，它的排斥作用使C原子间夹角变大，因而链周期加长，但链周期仍包含两个C原子；聚氯乙烯的链周期为5.1 Å，是聚乙烯链周期的两倍多，这说明它的链周期中包含四个C原子，原因是原子的半径较大Cl原子为使原子间排斥最小，相互交错排列，其结构式如下：HHClHHHClHHHClHHH聚偏二氯乙烯链周期为4.7 Å比聚乙烯大的多，而接近于聚氯乙烯的链周期为5.1 Å，可知链周期仍包含4个C原子。
周期缩短的原因是由于同一个C原子上有2个Cl原子，为使排斥能最小它们将交叉排列，即每个Cl原子在相邻2个Cl原子的空隙处。
这样分子链沿C-C键的扭曲缩小了链周期。
4．石墨分子如图所示的无限伸展的层形分子请从结构中引出点阵结构单位来，已知分子中相邻原子间距为1.42Å，请指出正当结构单位中基本向量a和b的长度和它们之间的夹角。
每个结构单位中包括几个碳原子？包括几个C-C化学键?解：点阵结构单元为，基本向量长度2.41Å，基本向量之间夹角120º，每个结构单元中包含2个碳原子，包含三个C-C化学键。
5．试叙述划分正当点阵单位所依据的原则。
平面点阵有哪几种类型与型式? 请论证其中只有矩形单位有带心不带心的两种型式，而其它三种类型只有不带心的型式? 答：划分正当点阵单位所依据的原则是：在照顾对称性的条件下，尽量选取含点阵点少的单位作正当点阵单位。
平面点阵可划分为四种类型，五种形式的正当平面格子：正方，六方，矩形，带心矩形，平行四边形。
（a）（b）（c）（d）（a）若划分为六方格子中心带点，破坏六重轴的对称性，实际上该点阵的对称性属于矩形格子。
（b）（c）分别划分为正方带心和平行四边形带心格子时，还可以划分成更小的格子。
（d）如果将矩形带心格子继续划分，将破坏直角的规则性，故矩形带心格子为正当格子。
6．什么叫晶胞，什么叫正当晶胞，区别是什么?答：晶胞即为空间格子将晶体结构截成的一个个大小，形状相等，包含等同内容的基本单位。
在照顾对称性的条件下，尽量选取含点阵点少的单位作正当点阵单位，相应的晶胞叫正当晶胞。
7．试指出金刚石、NaCl、CsCl晶胞中原子的种类，数目及它们所属的点阵型式。
答：晶面指标（hkl）是平面点阵面在三个晶轴上的倒易截数之比，它是用来标记一组互相平行且间距相等的平面点阵面与晶轴的取向关系的参数。
（001）（1 ⎯10）（11 ⎯1）（0 1 ⎯1）（1 ⎯11）（101）10.晶面交角守恒是指什么角守恒，为何守恒？晶面的形状和大小为什么不守恒？晶体外形一般说受那些因素的影响？答：晶面交角守恒定律，即是同一种晶体的每两个相应界面间的夹角保持恒定不变的数值，若对应各相应的晶面分别引法线，则每两条法线之间的夹角（晶面夹角）也必为一个常数。
晶面交角守恒定律是在1669年首先由斯蒂诺发现后经过其他学者反复实测、验证，直至18世纪80年代才最后确定下来的。
这一规律完全是由于晶体具有点阵结构这一规律决定的。
因为晶体的大小和形状不仅受内部结构的制约，还受外部因素的影响，所以晶面的形状和大小是不守恒的。
一般说来，晶体外形除了其内部结构制约，在一定程度上还受到外因，如温度、压力、浓度和杂质的影响。
11.论证在晶体结构中不可能存在五重旋转轴。
证明：设晶体中有一n次螺旋轴通过O点，根据对称元素取向定理，必有点阵面与n重轴垂直。
而其中必有与n重轴垂直的素向量，将作用于O点得到A’点。
设n重旋转轴的基转角2π/n，则L(2π/n)与L(-2π/n)必能使点阵复原。
这就必有点阵B与B’，如上图所示。
由图可以看出BB’必平行于AA’，即：BB’//AA’，则：向量BB’属于素向量为a平移群，那么：BB’=m a m=0,±1, ±2,… BB’=| BB’|=2| OB |cos(2π/n) 即： m a =2a cos(2π/n) m/2=cos(2π/n)而： |cos(2π/n)|≤1即： |m|/2≤1，或|m|/2≤2 即有： m=0,±1, ±2m 的取值与n 的关系如下表：m cos(2π/n)2π/n n-2 -1 2π/22 -1 -1/2 2π/33 0 0 2π/44 1 1/2 2π/66 2 12π/11 由上表可知，晶体结构中不可能存在五重旋转轴。
并且不可能存在高于六次的对称轴。
12、有A 、B 、C 三种晶体，分别属于C 2v、C 2h、D 2d群。
它们各自的特征元素是什么，属于什么晶系，晶胞参数间的关系如何？各种晶体可能具有什么样的点阵形式。
答：C 2v：正交晶系，a ≠b ≠c ，α=β=γ=900，oP , oC ，oI ，oF ，3个垂直的2 or 2个垂直的mC 2h：单斜晶系 a ≠b ≠c α=γ=900≠β mP , mC (mA , mB ) 2 or mD 2d：四方晶系 a=b ≠c α=β=γ=900tP , tI 4 or 4重反轴13、为什么l4种点阵型式中有正交底心，而无四方底心，也没有立方底心型式? 答：立方底心型式会破坏立方体对角线上三重轴的对称性，不再满足立方晶系特征对称元素的需要，所以无立方底心型式。
四方底心型式则可以划分为更小的简单格子，且仍保持四重对称轴的对称性，所以无四方底心型式。
而正交底心型式划分为更小的简单格子时，将破坏其α=β=γ=900的规则性，所以要保留正交底心型式。
14、为什么有立方面心点阵而无四方面心点阵？答：因为立方面心点阵若取成素晶胞，不再满足立方晶系4个三重轴的特征对称元素的需要。
而四方面心点阵可取成更简单的四方体心格子，所以没有四方面心点阵。
15．某一晶体的点阵型式具有三个互相垂直的四重轴、对称面、对称中心, 而此晶体却无4重对称轴、无对称面和对称中心, 问此晶体属于何点群?简述推理过程。
答：由于有一个以上的高次轴，应属于立方群。
该晶体点阵型式有三个四重轴，而晶体无4重轴，所以该点阵对称性降低，具有C 3轴，又晶体无对称面和对称中心，所以具有C 2轴。
综上分析此晶体属于T 点群。
16．请说明下列空间群国际记号的含义。
(1) C 2h– P c 12 (2) D 28–P212121(3) C–Ph 62m 36(4) D–I2d (5) Od 2124h 7–Fd 143(6) C 43–R3m 2答：“–”前面的是熊夫利斯记号，“–”后面的是国际记号。
(1) C 2h表明是单斜晶系，简单单斜点阵P ，∥b 有21螺旋轴，⊥b 有c 滑移面。
(2) D 2表明是正交晶系，简单正交点阵P, ∥a 有21螺旋轴，∥b 有21螺旋轴，∥c 有21螺旋轴。
(3) C 6h表明是六方晶系，简单六方点阵P ，∥c 有63螺旋轴，⊥c 有m 镜面。
(4) D 2d表明是四方晶系，体心四方点阵I ，∥c 有4反轴，∥a 有2旋转轴，∥a +b 有d滑移面。
(5) O h表明是立方晶系，面心立方点阵F ，∥a 有41螺旋轴，⊥a 有d 滑移面，∥a +b +c有3反轴，∥a +b 有2旋转轴，⊥a +b 有m 镜面。
(6) C 3表明是三方晶系，R 心格子，∥c 有3旋转轴。
17、什么是晶体衍射的两个要素?它们与晶体结构有何对应关系？晶体衍射两要素在衍射图上有何反映?答： 晶体衍射的两个要素：衍射方向和衍射强度关系：晶胞大小、形状 衍射方向衍射（点、峰）的位置 晶胞内原子种类和位置衍射强度衍射点（线）的黑度、宽度 峰的高度、高度18、阐明劳埃方程各符号的物理意义，并说明为何摄取劳埃图时需用白色射线，而在用单色特征射线摄取单晶回转图时，需使晶体沿一晶轴旋转？ a ，b ，c 为空间点阵中三个互不平行的基本向量的大小 αO ，βO ，γO 分别为三个方向上的X 射线入射角α，β，γ分别为三个方向上的衍射角h ，k ，l 为一组整数，称为衍射指标，分别表示在三个晶轴方向上波程差所含的波数λ为波长α，β，γ三个角度不是彼此完全独立的，他们之间还存在一定的函数关系。
这个关系连同劳埃方程共有4个方程，联系3个未知变量，一般得不到确定解。
欲得确定解，即欲得衍射图，必须增加变数。
两中途径可达到此目的：一是晶体不动，采用多种波长混合的“白色”X射线，即X射线的波长λ在一定范围内发生变化，摄取劳埃图的劳埃照相法就是采用此法；二是采用单色X射线而使晶体转动，即改变αO ，βO，γO的一个或两个，回转晶体法就是采用这种方法。
19、明矾有八面体的理想外形，现在想用劳埃图来证明它确为立方晶体，考虑一下工作进行的大致步骤如何?答：劳埃法为晶体不动，用多色X-光照射，平板底片与X-射线垂直。
沿其理想外形的3个四重轴方向分别摄像，分析底片上衍射点的对称性，若每个方向均存在四重轴可证明明矾为立方晶体。
23. 论证具有面心点阵的晶体，其指标hkl奇偶混杂的衍射，强度一律为零。
答：对面心晶体，可知，在（0，0，0），（0，1/2，1/2），（1/2，0，1/2），（1/2，1/2，0）处有相同的原子。
f1=f2=f3=f4=f,Fhkl= Σ=nj1 f je2πi(hx j + ky j + lz j)= f [e 2πi(0+0+0)+ e2πi(1/2h+0+1/2l)+ e 2πi(0+1/2k+1/2l)+ e2πi(1/2h+1/2k+0)]sinπ(N≡0, N为整数= f [1 +cosπ(h+l)+isinπ(h+l)+ cosπ(k+l)+isinπ(k+l)+ cosπ(h+k)+isinπ(h+k)]= f [1+ cosπ(h+l) + cosπ(k+l)+ cosπ(h+k)]因为hkl奇偶混杂，故可能为两偶一奇，或者两奇一偶，则，h+k,k+l,h+l中都是一个偶数，两个奇数。
