材料化学课后题答案 (1)

第一章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、什么是同质多晶？什么是类质同晶？一些组成固定的化合物，由于其内部微粒可以以不同的方式堆积，因而产生不同种类的晶体，我们把这种同一化合组成存在两种或两种以上晶体结构形式的现象为同质多晶现象。

在两个或多个化合物中，如果化学式相似，晶体结构形式相同，并能互相置换的现象，我们称之为类质同晶现象。

3、产生晶体缺陷的原因是什么？晶体缺陷对晶体的物理化学性质的影响如何？答：晶体产生缺陷的原因主要有：（1）实际晶体中的微粒总是有限的；（2）存在着表面效应；（3）存在着表面效应；（4）粒子热运动；（5）存在着杂质。

在实际晶体中缺陷和畸变的存在使正常的点阵结构受到了一定程度的破坏或扰乱，对晶体的生长，晶体的力学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等到都有很大的影响，在生产和科研中非常重要，是固体物理、固体化学和材料科学等领域的重要内容。

第二章１、晶体的结构特性是什么？这些特性是什么原因引起的？（1）晶体的均匀性：晶体的均匀性是焓因素决定的；非晶体的均匀性是由熵因素引起的。

（2）晶体的各向异性：由于晶体在各个方向上的点阵向量不同，导致了晶体在不同方向上具有不同的物理性质（3）晶体的自范性：在适宜的外界条件下，晶体能自发生长出晶面，晶棱等几何元素所转成的凸多面体，晶体的这一性质即为晶体的自范性。

第一章钢的合金化基础1、合金钢是如何分类的？1) 按合金元素分类：低合金钢，含有合金元素总量低于5%；中合金钢，含有合金元素总量为5%-10%；中高合金钢，含有合金元素总量高于10%。

2) 按冶金质量S、P含量分：普通钢，P≤0.04%,S≤0.05%;优质钢，P、S均≤0.03%；高级优质钢，P、S均≤0.025%。

3) 按用途分类：结构钢、工具钢、特种钢2、奥氏体稳定化，铁素体稳定化的元素有哪些？奥氏体稳定化元素, 主要是Ni、Mn、Co、C、N、Cu等铁素体稳定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等3、钢中碳化物形成元素有哪些（强-弱），其形成碳化物的规律如何？1) 碳化物形成元素：Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe等(按形成的碳化物的稳定性程度由强到弱的次序排列) ，在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化物。

2) 形成碳化物的规律a) 合金渗碳体—— Mn与碳的亲和力小，大部分溶入α-Fe或γ-Fe中，少部分溶入Fe3C中，置换Fe3C中的Fe而形成合金渗碳体（Mn,Fe）3C; Mo、W、Cr少量时，也形成合金渗碳体b) 合金碳化物——Mo、W 、Cr含量高时，形成M6C(Fe2Mo4C Fe4Mo2C),M23C6(Fe21W2C6 Fe2W21C6)合金碳化物c) 特殊碳化物——Ti 、V 等与碳亲和力较强时i. 当rc/rMe<0.59时，碳的直径小于间隙，不改变原金属点阵结构，形成简单点阵碳化物（间隙相）MC、M2C。

ii. 当rc/rMe>0.59时，碳的直径大于间隙，原金属点阵变形，形成复杂点阵碳化物。

★4、钢的四种强化机制如何？实际提高钢强度的最有效方法是什么？1) 固溶强化：溶质溶入基体中形成固溶体能够强化金属；2) 晶界强化：晶格畸变产生应力场对位错运动起到阻碍达到强化，晶格越细，晶界越细，阻碍位错运动作用越大，从而提高强度；3) 第二相强化：有沉淀强化和弥散强化，沉淀强化着眼于位错运动切过第二相粒子；弥散强化着眼于位错运动绕过第二相粒子；4) 位错强化：位错密度越高则位错运动越容易发生相互交割形成割阶，引起位错缠结，因此造成位错运动困难，从而提高了钢强度。

第四章1、试用热化学求KCl 晶体的点阵能，所需要的数据如下表所示。

物理量 ΔH 生成 ΔH 升华 I K ΔH 分解 Y Cl 数值/kJ ·mol -1-43584418243-368解：根据Hess 定律2、已知KCl 晶体具有NaCl 型结构，晶胞棱长628pm 。

试计算KCl 晶体的点阵能，并与上题所求的结果比较。

解：根据201(1)4A AN Z Z e U R mπε+-=-将N A 、e 、ε0等按国际单位所给数值代入，得 KCl 具有NaCl 晶型，即A=1.748，又Z +=Z —=1，1(99)2m =+=9 所以7101.389410 1.748111(1)(/)687.5/3.14109U kJ mol kJ mol --⨯⨯⨯⨯=⨯-=⨯ 3、从理论计算公式计算NaCl 与MgOde 晶格能。

MgO 的熔点为2800℃，NaCl 为801℃，请说明这种差别的原因。

解：NaCl 、MgO 同属于NaCl 型结构，根据201(1)4A AN Z Z e U R mπε+-=-将N A 、e 、ε0等按国际单位所给数值代入 对于NaCl ，R 0=279pm=2.79×10-10m Z +=Z -=1 m=（7+9）/2=8所以7101.389410 1.748111(1)(/)761.7/2.79108U kJ mol kJ mol --⨯⨯⨯⨯=⨯-=⨯ 对于MgO ，R 0=210pm=2.10×10-10m Z +=Z -=2 m=（7+7）/2=7所以7101.389410 1.748221(1)(/)3965.2/2.10107U kJ mol kJ mol --⨯⨯⨯⨯=⨯-=⨯ 参考：晶格能的大小，可以表示离子键的强弱。

晶格能越大，表示离子键越强，离子晶体的熔点也就越高。

因为U MgO ＞U NaCl ,，所以mp MgO ＞mp NaCl 。

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。

第三章 材料的性能 1.用固体能带理论说明什么是导体，半导体，绝缘体？ 答：固体的导电性能由其能带结构决定。

对一价金属（如Na ），价带是未满带，故能导电。

对二价金属（如Mg ），价带是满带，但禁带宽度为零，价带与较高的空带相交叠，满带中的电子能占据空带，因而也能导电。

绝缘体和半导体的能带结构相似，价带为满带，价带与空带间存在禁带。

禁带宽度较小时（0.1—3eV ）呈现半导体性质，禁带宽度较大（＞5eV ）则为绝缘体。

答案或者是： 满带：充满电子的能带 空带：部分充满或全空的能带 价带：价电子填充的能带 禁带：导带及满带之间的空隙 （其中，空带和价带是 导带） 导体：价带未满，或价带全满但禁带宽度为零，此时，电子能够很容易的实现价带与导带之间的跃迁。

半导体：价带全满，禁带宽度在0.1-3eV 之间，此时，电子可以通过吸收能量而实现跃迁。

绝缘体：价带全满，禁带宽度大于5eV ，此时，电子很难通过吸收能量而实现跃迁 2、 有一根长为5 m ，直径为3mm 的铝线，已知铝的弹性模量为70Gpa ，求在200N 的拉力作用下，此线的总长度。

= 5.002 m 3.试解释为何铝材不易生锈，而铁则较易生锈？ 答:锈蚀机理不同，前者为化学腐蚀，后者为电化学腐蚀铝是一种较活泼的金属，但因为在空气中能很快生成致密的氧化铝薄膜，所以在空气中是非常稳定的。

铁与空气中的水蒸气，酸性气体接触，与自身的氧化物之间形成了腐蚀电池，遭到了电化学腐蚀，所以容易生锈。

4.为什么碱式滴定管不采用玻璃活塞？答：因为普通的无机玻璃主要含二氧化硅，二氧化硅是一种酸性的氧化物，在碱液中将会被溶解或侵蚀，其反应为：SiO2+2NaOH →Na2SiO3+H2O5.何种结构的材料具有高硬度？如何提高金属材料的硬度？答：由共价键结合的材料具有很高的硬度，这是因为共价键的强度较高。

无机非金属材料由离子键和共价键构成，这两种键的强度均较高，所以一般都有较高硬度，特别是当含有价态较高而半径较小的离子时，所形成的离子键强度较0/F A σ= (H E σε=00()/l l lε=-()/l l l ε=-高(因静电引力较大)，故材料的硬度较高。

第一章原子结构与键合1. 主量子数n、轨道角动量量子数l i、磁量子数m i和自旋角动量量子数S i。

2. 能量最低原理、Pauli不相容原理，Hund规则。

3. 同一周期元素具有相同原子核外电子层数，但从左→右，核电荷依次增多，原子半径逐渐减小，电离能增加，失电子能力降低，得电子能力增加，金属性减弱，非金属性增强；同一主族元素核外电子数相同，但从上→下，电子层数增多，原子半径增大，电离能降低，失电子能力增加，得电子能力降低，金属性增加，非金属性降低；4. 在元素周期表中占据同一位置，尽管它们的质量不同，然它们的化学性质相同的物质称为同位素。

由于各同位素的含中子量不同（质子数相同），故具有不同含量同位素的元素总的相对原子质量不为正整数。

5. 52.0576. 73% (Cu63); 27% (Cu65)8. a:高分子材料；b:金属材料；c:离子晶体10．a) Al2O3的相对分子质量为M=26.98×2+16×3=101.961mm3中所含原子数为1.12*1020（个）b) 1g中所含原子数为2.95*1022（个）11. 由于HF分子间结合力是氢键，而HCl分子间结合力是范德化力，氢键的键能高于范德化力的键能，故此HF的沸点要比HCl的高。

第2章固体结构1．每单位晶胞内20个原子2．CsCl型结构系离子晶体结构中最简单一种，属立方晶系，简单立方点阵，Pm3m空间群，离子半径之比为0.167/0.181=0.92265，其晶体结构如图2-13所示。

从图中可知，在<111> 方向离子相接处，<100>方向不接触。

每个晶胞有一个Cs+和一个Cl-，的配位数均为8。

3．金刚石的晶体结构为复杂的面心立方结构，每个晶胞共含有8个碳原子。

金刚石的密度(g/cm3)对于1g碳，当它为金刚石结构时的体积(cm3)当它为石墨结构时的体积(cm3)故由金刚石转变为石墨结构时其体积膨胀4.]101[方向上的线密度为1.6. 晶面族{123}=(123)+(132)+(213)+(231)+(321)+(312)+)231(+)321(+)132(+)312(+)213(+)123(+)321(+)231(+)312(+)132(+)123(+)213(+)312(+)213(+)321(+)123(+)132(+)231(晶向族﹤221﹥=[221]+[212]+[122]+]212[+]122[+]221[+]122[+]212[+]221[+]122[+]221[+]212[7. 晶带轴[uvw]与该晶带的晶面(hkl)之间存在以下关系：hu+kv+lw=0；将晶带轴[001]代入，则h×0+k×0+l×1=0；当l=0时对任何h,k取值均能满足上式，故晶带轴[001]的所有晶带面的晶面指数一般形式为(hk0)。

第一章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。

第二章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。

（1）体心立方单位晶胞原子数 n = 274.0)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，密度= g cm-3，原子半径r = ，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。

第一章1.为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的？答：S、P会导致钢的热脆和冷脆，并且容易在晶界偏聚，导致合金钢的第二类高温回火脆性，高温蠕变时的晶界脆断。

S能形成FeS，其熔点为989℃，钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化，所以易产生热脆；P能形成Fe3P，性质硬而脆，在冷加工时产生应力集中，易产生裂纹而形成冷脆。

2.钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类？各有什么特点？答：简单点阵结构和复杂点阵结构简单点阵结构的特点：硬度较高、熔点较高、稳定性较好；复杂点阵结构的特点：硬度较低、熔点较低、稳定性较差。

3.简述合金钢中碳化物形成规律。

答：①当rC/rM>0.59时，形成复杂点阵结构；当rC/rM<0.59时，形成简单点阵结构；②相似者相溶：完全互溶：原子尺寸、电化学因素均相似；有限溶解：一般K都能溶解其它元素，形成复合碳化物。

③NM/NC比值决定了碳化物类型④碳化物稳定性越好，溶解越难，析出难越，聚集长大也越难；⑤强碳化物形成元素优先与碳结合形成碳化物。

4.合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？答：A形成元素均使S、E点向_____移动，F形成元素使S、E点向_____移动。

S点左移意味着_____减小，E点左移意味着出现_______降低。

（左下方；左上方）（共析碳量；莱氏体的C量）5.试述钢在退火态、淬火态及淬火-回火态下，不同合金元素的分布状况。

答：退火态：非碳化物形成元素绝大多数固溶于基体中，而碳化物形成元素视C和本身量多少而定。

优先形成碳化物，余量溶入基体。

淬火态：合金元素的分布与淬火工艺有关。

溶入A体的因素淬火后存在于M、B中或残余A中，未溶者仍在K中。

回火态：低温回火，置换式合金元素基本上不发生重新分布；>400℃，Me开始重新分布。

非K形成元素仍在基体中，K形成元素逐步进入析出的K中，其程度取决于回火温度和时间。

材料化学课后习题答案P42：四 (1)(2)(3)P69：二、三 (1)(2)P90:5P133: 二、三 (1)(2)P199: 一、二P222: 二、三 (1)P236: 一、二专业：应用化学14-1学号： ********XX：丁大林第二章化学基础知识一．填空题1. 热力学第三定律的具体表述为纯物质完美晶体在0 K 时的熵值为零，数学表达式为 S*( 完美晶体， 0 K)=0 J K-1。

2.麦克斯韦关系式为Tp SS p、S VV T T V p T T pV、T p、S p V S VS。

3. 偏摩尔吉布斯函数又称化学势，定义为B G B G。

n BT , p,n C4.理想稀溶液存在依数性质，即溶剂的蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高、渗透压的量值均与溶液中溶质的数量有关，而与溶质的种类无关。

5. 人们将存在于两相间厚度为几个分子大小的薄层称为界面层，简称界面，有液-气、固 - 气、固 - 液、液 - 液、固 - 固界面，通常把固 - 气界面、液- 气界面称为表面。

6.表面X力一般随温度和压力的增加而降低，且σ金属键 > σ离子键 >σ极性共价键 > σ非极性共价键。

7.按照氧化态、还原态物质的状态不同，一般将电极分成第一类电极（金属电极、气体电极）、第二类电极（金属 - 难溶盐电极）、氧化还原电极三类。

8.相律是描述相平衡系统中自由度、组分数、相数之间关系的法则。

其有多种形式，其中最基本的是吉布斯相律，其通式为f c p+2。

= -二．名词解释1.拉乌尔定律：气液平衡时稀溶液中溶剂 A 在气相中的蒸气压 p A等于同一温度下该纯溶剂的饱和蒸气压 p A*与溶液中溶剂的摩尔分数 x A的乘积，该定律称为拉乌尔定律。

2. 亨利定律：在一定温度下，稀溶液中易挥发溶质 B 在平衡气相中的分压 p B与其在平衡液相中的摩尔分数 x B成正比，该定律称为亨利定律。

3.基元反应：化学反应并非都是由反应物直接生成生成物，而是分若干真实步骤进行的，这些步骤称为基元反应。

材料化学课后习题答案【篇一：材料化学课后题答案】ass=txt>二．应用化学专业1166129108三．什么是纳米材料？四．试阐述纳米效应及其对纳米材料性质的影响？答： 1.小尺寸效应；使纳米材料较宏观块体材料熔点有显著降低，并使纳米材料呈现出全新的声，光，电磁和热力学特性。

2.表面与界面效应；使纳米颗粒表面具有很高的活性和极强的吸附性。

3. 量子尺寸效应；使纳米微粒的磁，光，热，电以及超导电性与宏观特性有着显著不同。

4. 宏观量子隧道效应；使纳米电子器件不能无限制缩小，即存在微型化的极限。

三．纳米材料的制备方法？答：1.将宏观材料分裂成纳米颗粒。

2.通过原子，分子，离子等微观粒子聚集形成微粒，并控制微粒的生长，使其维持在纳米尺寸。

四．1．玻璃体：冷却过程中粘度逐渐增大，并硬化形成不结晶且没有固定的化学组成硅酸盐材料。

2.陶瓷：凡是用陶土和瓷土这两种不同性质的黏土为原料经过配料，成型，干燥，焙烧等工艺流程制成的器物都可叫陶瓷。

3.p-型半导体：参杂元素的价电子小于纯元素的价电子的半导体。

4.黑色金属：是指铁，铬，锰金属及它们的合金。

5.有色金属:除铁，铬，锰以外的金属称为有色金属。

6.金属固溶体：一种金属进入到另一种金属的晶格内，对外表现的是溶剂的晶格类型的合金。

7.超导体：具有超低温下失去电阻性质的物质。

五．1．简述传统陶瓷制造的主要原料？答：黏土，长石，石英矿是制造传统陶瓷的主要原料。

2.陶瓷是否一定含有玻璃相？答：并非所有的陶瓷材料都含有玻璃相，某些非氧特种陶瓷材料可以近乎100%的晶相形式存在。

3.试讨论超导体性质的形成原理及超导状态时所表现出来的特殊现象？答：电子同晶格相互作用，在常温下形成导体的电阻，但在超低温下，这种相互作用是产生超导电子对的原因。

温度越低所产生的这种电子对越多，超导电子对不能相互独立地运动，只能以关联的形式做集体运动。

于是整个空间范围内的所有电子对在动量上彼此关联成为有序的整体，超导电子对运动时，不像正常电子那样被晶体缺陷和晶格振动散射而产生电阻，从而呈现无电阻的超导现象。

高分子材料必备知识基础练1.下列物质不属于功能高分子材料的是()A.高分子分离膜B.液晶高分子材料C.生物高分子材料D.光导纤维,高分子分离膜、液晶高分子材料、生物高分子材料都是功能高分子材料。

2.关于高分子材料,下列说法不正确的是()A.有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)为线型结构,可溶于适当的溶剂(如氯仿)B.酚醛树脂为热固性塑料,受热变软,熔化C.聚乙烯为热塑性塑料,受热变软,熔化D.硫化橡胶为网状结构,不能溶于一般溶剂,不能加热熔融。

3.下列有关功能高分子材料的用途的叙述不正确的是()A.高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改造土壤等B.离子交换树脂主要用于分离和提纯物质C.医用高分子材料可用于制造医用器械和人造器官D.聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水的淡化,主要用于制造电子器件。

4.聚碳酸酯()的透光率良好,它可制作车、船、飞机的挡风玻璃,以及眼镜片、光盘、唱片等。

它可由绿色化学原料X()与另一原料Y反应制得,同时生成甲醇。

下列说法不正确的是()A.Y的分子结构中有2个酚羟基B.Y的分子式为C15H18O2C.甲醇的核磁共振氢谱有2组吸收峰D.X的同分异构体中能与NaHCO3溶液反应产生气体的有4种解析Y是,分子结构中有2个酚羟基,故A正确;Y是,分子式为C15H16O2,故B错误;甲醇CH3OH分子中有2种等效氢原子,所以核磁共振氢谱有2组吸收峰,故C正确;能与NaHCO3溶液反应产生气体,说明分子中含有羧基,的同分异构体中能与NaHCO3溶液反应产生气体的有HOCH2CH2COOH、CH3CH(OH)COOH、CH3OCH2COOH、CH3CH2OCOOH,共4种,故D正确。

5.用高分子塑料骨钉取代钛合金骨钉是医学上的一项新技术,这种塑料骨钉不仅具有相当大的强度,而且可在人体内水解,使骨科病人免遭拔钉的痛苦。

合成这种塑料骨钉的原料能与强碱溶液反应,也能在浓硫酸条件下形成环酯,则合成这种塑料骨钉的原料是()A.CH2CH—CH2ClB.CH2CH—COOHC.CH3—CH(OH)—COOHD.H2N—CH2—COOH,则应有羧基或酚羟基等;能形成环酯,则分子中同时含有—OH和—COOH。

第5章习题答案1.高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分，请解释链结构和聚集态结构。

答：链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。

近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。

远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。

聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。

2.简述近程相互作用和远程相互作用的含义及它们对高分子链的构象有何影响。

答：所谓“近程”和“远程”是根据沿大分子链的走向来区分的，并非为三维空间上的远和近。

事实上，即使是沿高分子长链相距很远的链节，也会由于主链单键的内旋转而会在三维空间上相互靠得很近。

高分子链节中非键合原子间的相互作用——近程相互作用，主要表现为斥力，如—CH2—CH2—中两个C上的两个H的范德华半径之和为0.240nm，当两个H为反式构象时，其间的距离为0.247nm，处于顺式构象时为0.226nm。

因此，氢原子间的相互作用主要表现为斥力，至于其他非键合原子更是如此。

近程相互排斥作用的存在，使得实际高分子的内旋转受阻，使之在空间可能有的构象数远远小于自由内旋转的情况。

受阻程度越大，构象数越少，高分子链的柔性就越小。

远程相互作用可为斥力，也可为引力。

当大分子链中相距较远的原子或原子团由于单键的内旋转，可使其间的相互作用在距离小于范德华半径时表现为斥力，大于范德华半径时为引力。

无论哪种力都使内旋转受阻，构象数减少，柔性下降，末端距变大。

3.何为晶态高聚物？高聚物可形成哪些形态的晶体？答：晶态高聚物是由晶粒组成，晶粒内部具有三维远程有序结构，但呈周期性排列的质点不是原子，整个分子或离子，而是结构单元。

由于结晶条件不同，结晶性高聚物可以形成形态不同的宏观或亚微观晶体，单晶，树枝晶，伸直链晶体，纤维状晶体，串晶等。

第一章几何结晶学基础1-1.晶体、晶胞的定义；空间格子构造的特点；晶体的基本性质。

1-2.参网页上的模型，运用对称要素组合定律，写出四方柱、六方柱、四方四面体、斜方双锥、六八面体、三方柱、复三方三角面体、四六面体的点群符号，并写出其所属的晶系和晶族。

1-3.参阅网页上的模型，请确定单型中的六八面体、复三方偏三角面体、复六方双锥、和聚型中2、3、4号模型在晶体定向中，各晶体的晶轴分别与哪些对称轴重或晶棱方向平行1-4.请写出单型三方柱、四方柱、四方双锥、六方柱、菱面体、斜方双锥各晶面的主要晶面符号。

1-5.请写出下列聚型模型各晶面的晶面符号：1、2、3、4。

两个对称面相互成1）60°、2）90°、3）45°、4）30°，可组合成什么点群1-6.由两根相交的二次轴互成1）90°、2）60°、3）45°、4）30°，可以组合成什么点群试在面心立方格子中画出菱面体格子1-7.一晶面在X、Y、Z轴分别截得2、4、6个轴单位，请写出此晶面符号。

1-8.作图表示立方晶体的（123）、（012）、（421）晶面。

1-9.在六方晶体中标出晶面（0001）、（2110）、（1010）、（1120）、（1210）的位置。

1. 答：晶体最本质的特点是其内部的原子、离子、或原子集团在三维空间以一定周期性重复排列而成, 晶体的空间格子构造有如下特点：结点空间格子中的点，在实际晶体中它们可以代表同种质点占有的位置，因此也称为晶体结构中的等同点位置。

行列结点在一维方向上的排列. 空间格子中任意两个结点连接的方向就是一个行列方向。

面网结点在平面上的分布构成面网。

空间格子中，不在同一行列上的任意三个结点就可联成一个面网。

平行六面体空间格子中的最小单位。

它由六个两两平行且大小相等的面组成。

晶体的基本性质是指一切晶体所共有的性质，这些性质完全来源于晶体的空间格子构造。

材料化学习题材料化学课后习题第1章原子结构与键合1. 原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？2. 在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些原则？3. 在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点？从左到右或从上到下元素结构有什么区别？性质如何递变？4. 何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？5. 铬的原子序数为24，它共有四种同位素：4.31%的Cr原子含有26个中子，83.76%含有28个中子，9.55%含有29个中子，且2.38%含有30个中子。

试求铬的相对原子质量。

6. 铜的原子序数为29，相对原子质量为63.54，它共有两种同位素Cu63和Cu65，试求两种铜的同位素之含量百分比。

7. 锡的原子序数为50，除了4f亚层之外其它内部电子亚层均已填满。

试从原子结构角度来确定锡的价电子数。

8. 铂的原子序数为78，它在5d亚层中只有9个电子，并且在5f层中没有电子，请问在Pt的6s亚层中有几个电子？9. 已知某元素原子序数为32，根据原子的电子结构知识，试指出它属于哪个周期？哪个族？并判断其金属性强弱。

10. S的化学行为有时象6价的元素，而有时却象4价元素。

试解释S这种行为的原因？11. Al2O3的密度为3.8g/cm3，试计算a)1mm3中存在多少原子？b)1g中含有多少原子？12. 尽管HF的相对分子质量较低，请解释为什么HF的沸腾温度(19.4℃)要比HCl的沸腾温度(-85℃)高？13. 高分子材料按受热的表现可分为热塑性和热固性两大类，试从高分子链结构角度加以解释之。

14. 高密度的聚乙烯可以通过氯化处理即用氯原子来取代结构单元中氢原子的方法实现。

若用氯取代聚乙烯中8%的氢原子，试计算需添加氯的质量分数。

第2章固体结构a=0.4514nm，b=0.508nm，c=0.6734nm，其密度ρ =7.66g/cm3，试求Fe3C每单位晶胞中含Fe原子与C原子的数目。

第一单元土木材料的基本性质一、名词解释1．材料空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积(开口孔隙与间隙之和)占堆积体积的百分率。

2．是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。

3．是指材料在外界荷载的作用下抵抗破坏的能力。

4．是指材料在周围各种因素的作用下，经久不变质、不破坏，长期地保持其工作性能的性质5．当湿润边角小于90°，水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子之间的相互吸引力，此种材料称为亲水性材料。

当湿润边角大于90°，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子之间的相互吸引力，此种材料称为憎水材料性材料。

6.当外力达到一定限度后，材料突然破坏，而破坏时无明显的塑性变形的材料为脆性材料。

7.材料在吸水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态下的抗压强度之比。

8、材料的在水饱和状态下，经多次循环冻融作用，能保持强度和外观完整性的能力。

9、材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性10、材料与水接触吸附水分的性质，用吸水率表示11、材料吸水饱和后，材料所含水的质量与干燥状态下的质量比，称为吸水率12、材料所含水的质量与干燥状态下的质量比称为材料的含水率。

13、材料抵抗水破坏作用的性质称为耐水性。

二、填空题1．密度，表观密度，堆积密度2．空气中吸收水分3．冻融循环次数4．亲水性5．自然三、选择1、B2、A3、C4、C5、C 6 C 7、B 8、C 9C四、问答题1.答案：主要有以下两个措施：（1）降低材料内部的孔隙率，特别是开口孔隙率。

降低材料内部裂纹的数量和长度；使材料的内部结构均质化。

（2）对多相复合材料应增加相界面间的粘结力。

如对混凝土材料，应增加砂、石与水泥石间的粘结力。

2. 答：决定材料耐腐蚀的内在因素主要有（1）材料的化学组成和矿物组成。

如果材料的组成成分容易与酸、碱、盐、氧或某些化学物质起反应，或材料的组成易溶于水或某些溶剂，则材料的耐腐蚀性较差。

（2）非晶体材料较同组成的晶体材料的耐腐蚀性差。

第二章课后答案14．说明下列符号的含义：Na V ：代表钠原子空位；'Na V 代表钠离子格点位置空位,带一个有效负电荷•CL V 代表氯离子格点位置空位,带一个有效正电荷•K Ca 钙离子取代钾离子,进入钾离子格点位置, 带一个有效正电荷Ca Ca 钙离子在钙离子格点位置••i Ca 钙离子在间隙位置，带两个有效正电荷16. 说明为什么只有置换型固溶体的两个组份之间才能相互完全溶解，而填隙型固溶体则不能。

答：置换型固溶体：溶质原子代替一部分溶剂原子占据溶剂晶格某些结点位置所组成的固溶体。

间隙型固溶体：溶质原子进入溶剂晶体间隙位置所形成的固溶体。

由于溶剂晶体间隙有限，能填入异质原子或离子的数目也有限，因此间隙型固溶体是有限固溶体。

由于形成置换型固溶体的溶质和溶剂原子要求半径相近（Δr<15% ），结构相近，电荷数相同，成键性质相近，因此溶质原子与溶剂原子可以任意比例互溶，因此一般情况下，属无限固溶体。

19. 试求下图中所示方向的密勒指数：121r rr r -=∆方向A：0,1,11,0,11,1,0[110]-=-⇒方向B：0,1,01,0,11,1,1[111]-=--⇒方向C：11111,0,,1,0,1,[121] 2222-=-⇒方向D：110,1,1,0,01,1,[221] 22-=-⇒方向E：110,0,0,0,1,0,1[102] 22-=--⇒方向F：2110,1,1,0,1,1,[331] 333-=-⇒方向G：1211,,00,,11,,1[616] 236-=--⇒方向H：0,1,00,1,10,0,1[001]-=-⇒第三章思考题参考答案1．用固体能带理论说明什么是导体、半导体和绝缘体？答：按固体能带理论，金属晶体中含有不同的能带（如下图所示）：已充满电子的能带叫做满带，其中的电子无法自由流动、跃迁；价电子充满的能带称为价带（VB），对于一价金属，价带是未满带，对于二价金属，价带是满带；在此之上，是能量较高的能带，又称为空带，可以是部分充填电子或全空的；空带在获得电子后可参与导电过程，又称为导带（CB）。