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固体复习
题型：
一．简答题（共30分，每小题6分）5道小题
二．证明题(共25分）两道小题
三．计算题（共45分）分布在第四章2道,第二章、第三章各一道。
一．简答题
1简述晶体的定义，说明晶体的5条宏观性质。
晶体：原子按一定的周期排列规则的固体，在微米量级的范围是有序排列的
①一定的熔点；②晶体的规则外形;③在不同的带轴方向上，晶体的物理性质不同——晶体的各向异性；④晶面角守恒——同一品种的晶体，两个相应的晶面间夹角恒定不变；⑤晶体的解理性-—晶体常具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质.
2列举晶体结合的基本类型.
离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合和氢键结合。
3.说出简立方晶体、面心立方晶体和体心立方晶体的原胞和晶胞中所包含的原子数。
晶体结构 原胞中原子数 晶胞中原子数
简立方 1 1
面心立方 1 4
体心立方 1 2
4。说出氯化钠、氯化铯和金刚石结构晶体它们的原胞的晶格类型，每个原胞中包含的原子数.
晶体结构 原胞晶体类型 原胞中原子数
氯化钠 面心立方 2
氯化铯 简立方 2
金刚石 面心立方 2
5.下面几种种典型的晶体由哪种布拉菲格子套构而成？
晶体结构 布拉菲格子 晶体结构 布拉菲格子
碳酸钙 简立方 立方硫化锌 面心立方
氯化铯 简立方 金刚石 面心立方
氯化钠 面心立方 六角密积的镁 六角格子
6。下面几种典型的晶体结构的配位数（最近邻原子数）是多少？
晶体结构 配位数 晶体结构 配位数
面心立方 12 氯化钠型结构 6
六角密积 12 氯化铯型结构 8 - 2 - 体心立方 8 金刚石型结构 4
简立方 6 立方硫化锌结构 4
7。画出体心立方结构的金属在)100(,)110(,)111(面上原子排列．
体心立方
8画出面心立方晶格结构的金属在)100(，)110(，)111(面上原子排列．
面心立方
9试述晶态、非晶态、准晶、多晶和单晶的特征性质。
相：任意给定的物质系统中，具有同一化学成分、同一原子聚集状态和性质均匀
连续组成部分，不同相之间由界面分开.
固态物质可以是单相或多相.
固体从结构上可以分为固溶体、化合物、陶瓷晶体相、玻璃相和分子相五大类.
固溶体：一种元素进入另一种元素的晶格结构中的结晶固像，其中组元含量含量
多的称为溶剂，含量少的称为溶质.固溶体的晶格类型与溶剂相同.固溶体
通常用α、β、γ等希腊字母表示.
溶解度：一定条件下溶质元素在固溶体中的极限浓度称为固溶体的溶解度.
固溶体的浓度一般可以用重量百分比和原子百分比表示.
按照溶质原子在溶剂点阵中的位置：置换固溶体、间隙固溶体
按照溶解度大小：有限固溶体、无限固溶体
按照组元原子在点阵中排列是否有序：无序固溶体、有序固溶体
固溶度的休姆-罗瑟里规律：形成固溶组元的原子尺寸之差超过14-15％，尺寸因素不利，固溶度很小；若
尺寸之差小于15％，尺寸称为次要因素，固溶度由其它因素决定.溶剂和溶质的电化学性质相近，有利于相互固溶.
一价贵金属与大于一价的A族元素形成合金时，两个给定元素的相互固溶度与
它们的各自原子价有关.
置换固溶体溶解度影响因素：
1.原子尺寸因素：溶质和溶剂的原子尺寸差别越小，越容易形成置换固溶体，并且
固溶体的溶解度越大.（用晶格畸变能解释）
2.晶体结构因素：对于置换固溶体晶体结构相同是无限互溶的必要条件（非充分）
同一种间隙原子在面心立方中的溶解度大于体心立方.
3.电负性因素（化学亲和力）：
元素电负性：从其它原子夺取电子变成负离子的能力.
溶质与溶剂的电负性相差越大，往往形成比较稳定的化合物，不利于固溶度增大
相差不大
4.电子浓度：在合金中，两个组元的价电子总数e和两组元的原子总数a的比值
称为电子浓度c=e/a=[xv+(100-x)u]/100
v和u--溶质和溶剂的原子价， x--溶质的摩尔分数
以一价贵金属铜、银、金为溶剂原子，加入不同价的溶质原子，溶质原子价越高，
1 材料物理思考题2011
第二章 材料的晶态结构
1、 重要名词：
晶体：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。
非晶态：熔体、液体和不具有晶体结构的物质
准晶体：具有准周期性（周期对称性），长程无序的亚稳态，不具有固定熔点的固体物质
点阵（晶格）：阵点（将构成晶体的质点抽象成纯粹的几何点）在空间呈周期性规则排列，并具有等同的周围环境的模型为点阵。作许多平行的直线把阵点连接起来，构成一个三维的几何构架称为晶格。
晶胞：在空间点阵中，能代表空间点阵结构特点的小平行六面体；整个空间可由晶胞作三维重复堆砌而构成
同素异构现象：固态金属在不同温度和压力下具有不同的晶体结构即具有多晶型性，转变的产物称为同素异构体。
合金：是指由两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质
固溶体：是以某一组元作为溶剂，在其晶体点阵中溶入其他组元原子（溶质原子）所组成的均匀混合的固态熔体，他保持着溶剂的晶体结构类型。
间隙式固溶体：溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体称为间隙固溶体。
置换式固溶体：溶质原子占据溶剂点阵的阵点，或者说溶质原子置换了溶剂点阵的部分溶剂原子这种固溶体称为置换式固溶体。
中间相：合金组元相互作用形成的晶格类型和特性完全不同于任意组元的新相即为金属化合物，或称中间相。
间隙相和间隙化合物：由过渡族金属元素与碳、氮、氢、硼等原子半径较小的非金属元素形成的化合物为间隙化合物。
超结构（超点阵，有序固溶体）：有序固溶体结构的通称
陶瓷：无机非金属材料统称为陶瓷。
特种陶瓷：由人工合成原料制成的新型陶瓷材料，如：Al2O3,Si3N4,SiC,BN等。
硅氧四面体：（1）每个Si4+存在于4个O2-为顶点的四面体中心，构成硅氧四面体，它是硅酸盐晶体结构的基础。
（2）[SiO4]四面体的每个顶点，即O2-最多只能为两个[SiO4]所共用。
（3）两个邻近的[SiO4]四面体之间，只能以共顶而不以共棱或共面相联接。
宝鸡文理学院试题
课程名称 固体物理 适 用 时 间 2011年1月
试卷类别 A 适用专业、年级、班 2008级物理教育专业
一、简答题（每题6分，共6×5=30分)
1、试述离子键、共价键、金属键、范德瓦尔斯和氢键的基本特征.
2、试述晶态、非晶态、准晶、多晶和单晶的特征性质。
3、什么叫声子？对于一给定的晶体，它是否拥有一定种类和一定数目的声子？
4、周期性边界条件的物理含义是什么？引入这个条件后导致什么结果？如果晶体是无限大，q的取值将会怎样？
5、倒格子的实际意义是什么？一种晶体的正格矢和相应的倒格矢是否有一一对应的关系？
二、试证明体心立方格子和面心立方格子互为正倒格子。（20分)
三、一维晶格，晶格由两种离子组成,间距为R0,计算晶格的Madelung常数α。（15分）
四、用钯靶KX射线投射到NaCl晶体上，测得其一级反射的掠射角为5。9°，已知NaCl晶胞中Na＋与Cl－的距离为2.82×10—10m，晶体密度为2.16g/cm3.求:
（1）X射线的波长；（2）阿伏加德罗常数。(20分）
五、写出量子谐振子系统自由能，证明在经典极限，自由能为：（15分）
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宝鸡文理学院试题参考答案与评分标准
课程名称 固体物理 适 用 时 间 2011年1月
试卷类别 A 适用专业、年级、班07物理教育
一、简答题(每小题6分，5×6=30分）
1、试述离子键、共价键、金属键、范德瓦尔斯和氢键的基本特征。
解：（1）离子键：无方向性，键能相当强;（2）共价键:饱和性和方向性,其键能也非常强；（3）金属键：有一定的方向性和饱和性，其价电子不定域于2个原子实之间，而是在整个晶体中巡游，处于非定域状态,为所有原子所“共有”；（4）范德瓦尔斯键:依靠瞬时偶极距或固有偶极距而形成，其结合力一般与7r成反比函数关系，该键结合能较弱；（5）氢键：依靠氢原子与2个电负性较大而原子半径较小的原子（如O,F,N等)相结合形成的。该键也既有方向性，也有饱和性，并且是一种较弱的键，其结合能约为50kJ/mol.
