第3章-晶体结构习题
晶体结构课后习题含答案
晶体结构1、解释下列概念晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数（晶面指数）、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、配位数、离子极化、同质多晶与类质同晶、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应.2、（1）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求出该晶面的米勒指数；（2）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该晶面的米勒指数。
3、在立方晶系的晶胞中画出下列米勒指数的晶面和晶向：（001）与[210]，（111）与[112]，（110）与[111]，（322）与[236]，（257）与[111]，（123）与[121]，（102），（112），（213），[110]，[111]，[120]，[321]4、写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。
5、已知Mg2+半径为0.072nm，O2-半径为0.140nm，计算MgO晶体结构的堆积系数与密度。
6、计算体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。
7、从理论计算公式计算NaC1与MgO的晶格能。
MgO的熔点为2800℃，NaC1为80l℃, 请说明这种差别的原因。
8、根据最密堆积原理，空间利用率越高，结构越稳定，金钢石结构的空间利用率很低(只有34.01％)，为什么它也很稳定?9、证明等径圆球面心立方最密堆积的空隙率为25．9％；10、金属镁原子作六方密堆积，测得它的密度为1.74克/厘米3，求它的晶胞体积。
11、根据半径比关系，说明下列离子与O2—配位时的配位数各是多?r o2-=0.132nm r Si4+=0.039nm r K+=0.133nm r Al3+=0.057nm r Mg2+=0.078n m12、为什么石英不同系列变体之间的转化温度比同系列变体之间的转化温度高得多？13、有效离子半径可通过晶体结构测定算出。
在下面NaCl型结构晶体中，测得MgS 和MnS的晶胞参数均为a=0.52nm(在这两种结构中，阴离子是相互接触的)。
晶体结构与性质练习题
晶体结构与性质练习题晶体是由一定的周期性排列的原子、分子或离子组成的固体物质。
晶体的结构与性质有着密切的联系，不同的晶体结构会导致不同的晶体性质。
为了帮助大家更好地理解晶体结构与性质之间的关系，下面将提供一些练习题，供大家进行学习和思考。
题目一：简单晶体结构1. 以NaCl为例，简述其晶体结构的特点。
2. 请说出以下晶体中的阴离子和阳离子：CaF2、K2SO4、MgO。
3. 解释为什么NaCl和KCl的晶体结构相似，但是它们的性质却有所不同。
题目二：晶体缺陷1. 什么是点缺陷？举例说明。
2. 简述晶体中的位错缺陷以及其对晶体性质的影响。
3. 解释为什么金刚石可以成为优质的宝石。
题目三：晶体的导电性1. 解释为什么金属晶体具有良好的导电性。
2. 什么是半导体晶体？举例说明其应用。
3. 简述离子晶体的导电性及其应用。
题目四：晶体的光学性质1. 什么是吸收谱和荧光谱？它们对于研究晶体结构和性质有何意义？2. 简述偏光现象产生的原因以及其应用。
3. 解释为什么金属外观呈现出不同的颜色。
题目五：晶体的热学性质1. 解释晶体的热膨胀现象及其原理。
2. 简述晶体的热导性质以及其在热散热领域的应用。
3. 解释为什么铁磁性晶体具有自发磁化特性。
题目六：晶体的力学性质1. 解释为什么晶体呈现出不同的硬度。
2. 简述晶体的弹性性质以及其应用。
3. 什么是形状记忆合金？简述其工业应用。
以上是晶体结构与性质练习题，希望能够帮助大家加深对晶体结构与性质之间关系的理解。
通过思考与学习这些问题，相信大家能够更好地掌握晶体学知识，并在实际应用中发挥自己的才能。
祝你们学习进步！。
(3.7)--第3章部分习题解答
转变为一个 fcc 晶胞。故
rCu = 0.3611ﾴ 2 / 4 nm = 0.1277 nm
(2)从附录查出 Au 的相对原子量为 196.97，故得 xAu=40%的 Cu-Au 固溶体中每个原子的平
均重量 A
A
=
63.55
ﾴ0.6 + 196.97 6.0238 ﾴ1023
ﾴ 0.4
g
=
1.941 ﾴ10-22
g
求每个晶胞的原子数 n
3-12.纯铁在 912 °C 由 bcc 结构转变为 fcc 结构，体积减少 1.06%，根据 fcc 结构的原子半径
计算 bcc 结构的原子半径。它们的相对变化为多少?如果假定转变前后原子半径不变，计算
转变后的体积变化。这些结果说明了什么？
解：设 bcc 结构的点阵常数为 ab，fcc 结构的点阵常数为 af，由 bcc 结构转变为 fcc 结构时体 积减少 1.06%，因为每个 bcc 单胞包含 2 个原子，FCC 单胞 4 个原子，所以 2 个 BCC 晶胞
解：(1)从附录查出铜的相对原子质量为 63.55，阿佛加得罗常数是 6.02381023，每个 Cu 原
子的质量 ACu 为
ACu
=
63.55 6.0238 ﾴ1023
g
= 10.55 ﾴ10-23g
Cu 属 fcc 结构，每个晶胞含 4 个原子，设 Cu 晶胞的点阵常数为 a，一个晶胞的质量是 4 个
三条边共有
3/2
个原子），所以面密度
rp
=
4 a2
3
=
43 3a 2
。
图 x3-1
图 x3-2 所示为体心立方结构(100)、(110)、(111)晶面（部分）的原子排列情况。图 x3-2 所 示(100)面的面积为 a2，而在这面积中含一个原子（四个顶角共有一个原子），所以面密度 P=1/a2。 图 x3-2 所示(110)面的面积为 2a2 ，而在这面积中含两个原子（四个顶角共有一个原子， 中心有一个原子），所以面密度 r p = 2 / a2 。 图 x3-2 所示(111)面的面积是等边三角形，面积等于 a2 3 / 2 ，而在这面积中含 1/2 个原子
太原理工大学材料科学基础习题及参考答案(全)
太原理工大学材料科学基础习题及参考答案第一章原子结构与结合键习题1-1计算下列粒子的德布罗意波长：(1) 质量为10-10 kg，运动速度为0.01 m·s-1的尘埃；(2) 速度为103 m/s的氢原子；(3) 能量为300 eV的自由电子。
1-2怎样理解波函数ψ的物理意义？1-3在原子结构中，ψ2和ψ2dτ代表什么？1-4写出决定原子轨道的量子数取值规定，并说明其物理意义。
1-5试绘出s、p、d轨道的二维角度分布平面图。
1-6多电子原子中，屏蔽效应和钻穿效应是怎样影响电子的能级的？1-7写出下列原子的基态电子组态（括号内为原子序号）：C (6)，P (15)，Cl (17)，Cr (24) 。
1-8 形成离子键有哪些条件？其本质是什么？1-9 试述共价键的本质。
共价键理论包括哪些理论？各有什么缺点？1-10 何谓金属键？金属的性能与金属键关系如何?1-11 范德华键与氢键有何特点和区别？参考答案：1-1 利用公式λ = h/p = h/mv 、E = hν计算德布罗意波长λ。
1-8 离子键是由电离能很小、易失去电子的金属原子与电子亲合能大的非金属原子相互作用时，产生电子得失而形成的离子固体的结合方式。
1-9 共价键是由相邻原子共有其价电子来获得稳态电子结构的结合方式。
共价键理论包括价键理论、分子轨道理论和杂化轨道理论。
1-10 当大量金属原子的价电子脱离所属原子而形成自由电子时，由金属的正离子与自由电子间的静电引力使金属原子结合起来的方式为金属建。
由于存在自由电子，金属具有高导电性和导热性；自由电子能吸收光波能量产生跃迁，表现出有金属光泽、不透明；金属正离子以球星密堆方式组成，晶体原子间可滑动，表现出有延展性。
第二章材料的结构习题2-1定义下述术语，并注意它们之间的联系和区别。
晶系，空间群，平移群，空间点阵。
2-2名词解释：晶胞与空间格子的平行六面体，并比较它们的不同点。
2-3 (1) 一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b和6c，求出该晶面的米勒指数。
高中化学选修3 第三章晶体结构与性质 讲义及习题
高中化学选修三第三章晶体结构与性质一、晶体常识1、晶体与非晶体比较2、获得晶体的三条途径①熔融态物质凝固.②气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。
③溶质从溶液中析出.3、晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”.4、晶胞中微粒数的计算方法-—均摊法某粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学常见的晶胞为立方晶胞.立方晶胞中微粒数的计算方法如下：①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用，每个晶胞占1/8②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用，每个晶胞占1/4③晶胞面上粒子为2个晶胞共用，每个晶胞占1/2④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有，即为1注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。
二、构成物质的四种晶体1、四种晶体的比较晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体质硬度一般较软很硬一般较硬，少部分软较硬熔沸点很低很高一般较高，少部分低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂(Na等与水反应）大多易溶于水等极性溶剂导电传热性一般不导电,溶于水后有的导电一般不具有导电性（除硅）电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电延展性无无良好无物质类别及实例气态氢化物、酸（如HCl、H2SO4)、大多数非金属单质(如P4、Cl2）、非金属氧化物（如SO2、CO2，SiO2除外)、绝大多数有机物（有机盐除外）一部分非金属单质（如金刚石、硅、晶体硼），一部分非金属化合物(如SiC、SiO2）金属单质与合金（Na、Mg、Al、青铜等）金属氧化物（如Na2O）,强碱（如NaOH），绝大部分盐(如NaCl、CaCO3等）2、晶体熔、沸点高低的比较方法（1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体.金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。
（2）原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。
如熔点:金刚石＞碳化硅＞硅（3）离子晶体一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强,相应的晶格能大，其晶体的熔、沸点就越高。
第三章 第三节 金属晶体第二课时习题
第三节第二课时金属晶体的原子堆积模型1.下列金属晶体的配位数为8的是()。
A.PoB.FeC.MgD.Au2.下列金属的密堆积方式与对应晶胞正确的是()。
A.Na面心立方B.Mg六方C.Cu六方D.Au体心立方3.已知某金属(如碱金属)晶体中原子堆积方式如图所示,则该堆积方式是()。
A.简单立方堆积B.体心立方堆积C.六方最密堆积D.面心立方最密堆积4.下列晶体的熔点按照由低到高的顺序排列的是()。
A.Li、Na、KB.Na、Mg、AlC.Na、Rb、CaD.铁、铁铝合金5.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式:六方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积,如图(a)(b)(c)分别代表这三种晶胞的结构,其晶胞内金属原子个数比为()。
A.3∶2∶1B.11∶8∶4C.9∶8∶4D.21∶14∶96.铁有多种同素异形体,如图是δ、γ、α三种晶体的转化关系。
下列说法正确的是()。
δ-Feγ-Feα-FeA.三种晶体的构成粒子相同,故性质相同B.γ-Fe晶体中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个C.α-Fe晶体中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个D.将铁加热到1500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型相同7.某金属晶体的部分结构示意图如图所示,则该金属原子的堆积方式为()。
A.六方最密堆积B.面心立方最密堆积C.简单立方堆积D.体心立方堆积8.金属晶体的面心立方最密堆积形成的晶胞示意图如图所示,在密堆积中处于同一密置层上的原子组合是()。
A.④⑤⑥⑩B.②③④⑤⑥⑦C.①④⑤⑥⑧D.①②⑧⑤9.现有如下物质:四氯化硅、氖、硼、钨、锑,将物质名称和晶体类型填在表格中。
编号信息物质名称晶体类型(1) 熔点:120.5 ℃,沸点:271.5 ℃,易水解(2) 熔点:630.74 ℃,沸点:1750 ℃,导电(3) 由分子间作用力结合而成,熔点很低,化学性质稳定(4)由共价键结合成空间网状结构的晶体,熔点:2300 ℃,沸点:2550 ℃,硬度大(5) 熔点:3410 ℃,沸点:5927 ℃,硬度大,能导电10.如图为金属铜的一个晶胞,请回答下列问题: (1)该晶胞“实际”拥有的铜原子数是 个。
第三章 分子结构和晶体结构 习题解答
第三章分子结构和晶体结构习题解答一、是非题1. 原子在基态时没有未成对电子，就一定不能形成共价键。
2. 由于CO2、H2O、H2S、CH4分子中都含有极性键，因此皆为极性分子。
3. 基态原子中单电子的数目等于原子可形成的最多共价键数目。
4. 由不同种元素组成的分子均为极性分子。
5. 通常所谓的原子半径，并不是指单独存在的自由原子本身的半径。
6. 按照分子轨道理论O22—, O2, O2+, O2—的键级分别为1，2，2.5 和1.5，因此它们的稳定性次序为O22—>O2>O2+>O2—。
7. 由于Fe3+的极化力大于Fe2+，所以FeCl2的熔点应低于FeCl3。
解 1.错2.错3.错4.错5.对6.错7.错二、选择题1. 在下列分子中，电偶极矩为零的非极性分子是(A)H2O (B)CCl4(C)CH3OCH3(D)NH32. 下列物质中，共价成分最大的是(A) AlF3(B) FeCl3 (C) FeCl2(D) SnCl23. 下列物质中，哪种物质的沸点最高(A) H2Se (B) H2S (C) H2Te (D) H2O4. 下列物质中，变形性最大的是(A) O2-(B) S2-(C) F-(D) Cl-5. 下列物质中，顺磁性物质是(A) O22- (B) N22- (C) B2 (D) C26. 估计下列物质中属于分子晶体的是(A) BBr3，熔点－46℃(B) KI，熔点880℃(C) Si，熔点1423℃(D) NaF，熔点995℃7. 下列晶体熔化时，只需克服色散力的是(A) Ag (B) NH3(C) SiO2(D) CO28. AgI在水中的溶解度比AgCl小，主要是由于(A) 晶格能AgCl>AgI (B) 电负性Cl>I (C) 变形性Cl-＜I-(D) 极化力Cl-＜I-9. 如果正离子的电子层结构类型相同，在下述情况中极化力较大的是(A) 离子的半径大、电荷多(B) 离子的半径小、电荷多(C) 离子的半径大、电荷少(D) 离子的半径小、电荷少10. 由于NaF的晶格能较大，所以可以预测它的(A) 溶解度小(B) 水解度大(C) 电离度小(D) 熔、沸点高11. 下列物质中溶解度相对大小关系正确的是(A) Cu2S>Ag2S (B) AgI>AgCl (C) Ag2S>Cu2S (D) CuCl>NaCl12. 下列化合物的离子极化作用最强的是(A) CaS (B) FeS (C) ZnS (D) Na2S13. 下列物质中熔点高低关系正确的是(A) NaCl>NaF (B) BaO>CaO (C) H2S>H2O (D) SiO2>CO214. 某物质具有较低的熔点和沸点，且又难溶于水，这种物质可能是(A) 原子晶体(B) 非极性分子型物质(C) 极性分子型物质(D) 离子晶体解 1.B 2.B 3.D 4.B 5.C 6.A 7.D 8.C 9.B 10.D 11.A 12.C 13.D 14.B三、简答题1. 由C-C键长得C原子半径为77pm，由N-N键长得N原子半径为72.5pm，结合N-Cl键长，可得Cl原子半径为102.5pm，故C-Cl键的键长为77+102.5=179.5pm。
大学二年级结晶化学-第3章习题
大学二年级结晶化学-第3章习题结晶化学·第三章习题与思考题1.简述晶体结构要素和空间格子要素的异同。
2.相当点是一种什么点？有什么用？为什么它不一定非要选在质点上？3.举例说明确定平行六面体的三个基本原则。
★4.试证明：晶体结构中只存在一种空间格子规律。
★5.简述如何确定晶体结构的空间格子。
6.简述晶胞和平行六面体的关系。
★7.论述空间格子。
（提示：论述要全面，但须扼要，即有关空间格子的方方面面都要考虑到，但行文不要啰嗦）★8.为什么只有14种布拉维格子？它们分别都是哪些？9.晶体对称定律的表述是“晶体没有五次和六次以上的对称轴”。
试利用晶体结构的长程平移有序特征和布拉维格子的概念证明晶体对称定律。
10.写出全部晶体结构内部的对称要素以及它们的图形符号。
11.空间群的概念。
★★12.试述晶体结构与空间群的关系。
13.解释下列符号的含义：P4/mmm，C2/m，Imm2，P63mc，I-43m，Fd3m。
★★14.“等效点系”知识点包含哪些基本内容？★★15.解释如后结论：“晶体结构中，同一种质点可占一套，或几套等效点系，但不同种的质点不能占同一套等效点系”。
16.纤维锌矿（ZnS）晶体结构资料（见p.131）显示：Zn和S这两种不同的质点分别占据的两套等效点系具有相同的魏考夫符号！这显然与结论“晶体结构中，同一种质点可占一套，或几套等效点系，但不同种的质点不能占同一套等效点系”不符。
该资料正确与否？如果正确，如何解释这种现象？★★17.晶体结构中既有空间群，又有点群。
试述两者的关系。
18.在空间群的支配下，质点在其下的等效点系中应该如何分配的？为什么会那样分配（即按你所认为的规律）？（提示：相当点）19.等效点系中的每个重复点都有一个位置坐标。
为什么这些位置坐标值的取值（绝对值）不是0或1，就是0和1之间的分数或小数，而没有其它大于1的数值？★★20.已知空间群的坐标体系与晶胞的坐标体系是一致的。
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第 3 章晶体结构习题
1．选择题：
3-1．下列物质的熔点由高到低的顺序正确的为………………………… ( )
(A) CuCl2＞SiO2＞NH3＞PH3
(B) SiO2＞CuCl2＞NH3＞PH3
(C) SiO2＞CuCl2＞PH3＞NH3
(D) CuCl2＞SiO2＞PH3＞NH3
3-2．下列物质中，共价成分最大的是…………………………………… ( )
(A) A1F3 (B)FeCl3 (C) FeCl2 (D) SnCl4
3-3．下列碳酸盐中，分解温度最低的是…………………………………( )
(A) Na2CO3 (B) (NH4)2CO3 (C) ZnCO3 (D) MgCO3
3-4．下列各物质中只需克服色散力就能使之气化的是………………… ( )
(A)HCl (B)C (C)N2 (D)MgCO3
3-5．下列哪种稀有气体沸点最低………………………………………… ( )
(A) He (B) Ne (C) Ar (D) Xe
3-6．下列哪一种物质的沸点最高…………………………………………( )
(A) H2Se (B) H2S (C) H2Te (D) H2O
3-7．下列离子中，极化率最大的是………………………………………（）（A）Na+（B）I—（C）Rb+（D）Cl—
3-8．若已知某种物质有两种或两种以上晶体，这种现象叫做…………（）（A）同质多晶现象（B）类质同晶现象
（C）同构现象（D）异构现象
3-9．下列离子中，变形性最大的是………………………………………（）（A）CO32—（B）SO42—（C）ClO4—（D）MnO4—
3-10．试判断下列化合物熔点变化顺序，正确的是………………………( )
(A) MgO＞BaO＞BN＞ZnCl2＞CdCl2
(B) BN＞MgO＞BaO＞CdCl2＞ZnCl2
(C) BN＞MgO＞BaO＞ZnCl2＞CdC12
(D) BN＞BaO＞MgO＞ZnCl2＞CdCl2
2．填空题
3-11．晶体的待征是（1）_________，（2）_________ ，（3）_________。
3-12．晶体是质点(分子、离子、原子)在空间_________地排列成的，具有_________的多面体物质。
3-13．晶体的类型有(1) _________，(2) _________，(3) _________，(4) _________。
3-14．填写下列空格：
(1)MgO的硬度比LiF的_________ ，因为_________；
(2)NH3的沸点比PH3的 _________ ，因为_________；
(3)FeCl3的熔点比FeCl2的 _________ ，因为_________；
(4)HgS的颜色比ZnS的_________ ，因为_________；
(5)AgF的溶解度比AgCl的 _________ ，因为_________。
3-15．范德华力是_________ 的作用力，它比化学键_________ ，对物质的
_________ 等性质有一定影响。
3-16．范德华力包括_________ 力、_________ 力和_________ 力等。
3-17．F2、Cl2、Br2、I 2都是_______ 性分子，分子间的作用力主要是_________ 力。
从F2到I2分子量逐渐增大，分子间作用力________ ，熔、沸点________ 。
3-18．阳离子的极化能力与_________、、有关，电荷越高，极化作用越 _________ ，半径越大，极化作用越 _________ 。
半径越大阳离子的变形性越_________，阳离子电子构型以_________和_________变形性最大，
_________次之，最差的为_________。
阴离子极化和变形性对简单离子来说和阳离子类似，复杂阴离子变形性较_________，中心原子氧化数越高，则整个阴离子变形性越_________。
3-19．a、b、c、d、e 五种元素，a既可放在IA族，也可放在ⅦA族，b和c最外层电子构型分别是2s22p2和2s22p4。
d的电子层比c多一层，且与c处于同一主族。
e 的阳离子e+的电子层结构与氩相同。
(1) a、b、c、d、e依次为______、_______、______、______、；
(2) 单质c为________晶体，晶格结点上的微粒是________；d的单质为_________晶体；d和e组成的化合物分子式为_________，是_________晶体。
3-20．NaCl、N2、NH3、Si等几种晶体的熔点由高到低的排列顺序是_________。
3．问答题
3-21．将卤素单质沸点按由低到高的顺序排列。
3-22．试析二氯乙烯顺反异构体沸点的差异。
3-23．“六方密堆积与面心立方密堆积中都只存在着四面体空隙”，“在NaCl 晶体结构中，Cl -堆积形成了八面体空隙，所以NaCl 晶体属于密堆积结构”，这两句话是否正确？
3-24． 氢氟酸随浓度的增大酸性增强。
试解释原因。
3-25．比较NaCl 、MgO 、CuO 、BaO 中，哪一种离子晶体的熔点是最高？ 3-26．分析Na 2O 、CaO 、Y 2O 3 、ThO 2中哪种氧化物的熔点最高?
3-27．比较NaCl 、MgC12、A1C13、SiCl 4的熔点高低。
3-28．离子的极化对无机化合物的颜色产生什么影响?
3-29．在所研究的A 、B 、C 、D 、E 五种元素中，哪些倾向于形成金属晶体或者说形成金属晶体后所显金属性较强？
3-30．在12-磷钼酸铵阴离子中磷、钼原子的配位数各是几?氧化态为多少?磷钼原子数之比是多少
?
A B C D E。