无机非金属材料科学基础课后习题答案

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无机非材料课后答案

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无机非材料课后答案第六章6-5图6-2是具有多晶转变的某物质的相图,其中DEF线是熔体的蒸发曲线。

KE是晶型I的升华曲线;GF是晶型II的升华曲线;JG 是晶型III的升华曲线,回答下列问题:在图中标明各相的相区,并写出图中各无变量点的相平衡关系;系统中哪种晶型为稳定相?哪种晶型为介稳相?各晶型之间的转变是可逆转变还是不可逆转变?解:KEC为晶型Ⅰ的相区,EFBC过冷液体的介稳区,AGFB 晶型Ⅱ的介稳区,JGA晶型Ⅲ的介稳区,CED是液相区,KED 是气相区;晶型Ⅰ为稳定相,晶型Ⅱ、Ⅲ为介稳相;因为晶型Ⅱ、Ⅲ的蒸汽压高于晶型Ⅰ的,即它们的自能较高,有自发转变为自能较低的晶型Ⅰ的趋势;晶型Ⅰ转变为晶型Ⅱ、Ⅲ是单向的,不可逆的,多晶转变点的温度高于两种晶型的熔点;晶型Ⅱ、Ⅲ之间的转变是可逆的,双向的,多晶转变点温度低于Ⅱ、Ⅲ的熔点。

23图6-15为生成2个一致熔融二元化合物的三元系统,据图回答下列问题:可将其划分为几个副三角形?标出图中各边界及相区界线上温度下降方向。

判断各无变量点的性质,并写出相平衡关系式。

解:三个副三角形,△AS1S2、△S1S2B、△S2CB 如下图所示无变量点E1、E2、E3都是低共熔点,各向平衡关系式如下:△AS1S2E1△S1S2BE2△S2CBE325根据图6-17回答下列问题:说明化合物S、S的性质;在图中划分副三角形12及用箭头指示出各界线的温度下降方向及性质;指出各无变量点的性质并写出各点的平衡关系;写出1、3组成的熔体的冷却结晶过程;计算熔体1结晶结束时各相百分含量,若在第三次结晶过程开始前将其急冷却,各相的百分含量又如何?;加热组成2的三元混合物将于哪一点温度开始出现液相?在该温度下生成的最大液相量是多少?在什么温度下完全熔融?写出它的加热过程。

解:S1为一致熔融二元化合物,S2为不一致熔融化合物。

如图所示。

E低共熔点P1单转熔点P2单转熔点1组成的熔体的冷却结晶过程3组成的熔体的冷却结晶过程熔体1结晶结束时各相百分含量在第三次结晶过程开始前将其急冷却,各相的百分含量在P2点对应的温度开始出现液相,在该温度下出现的最大液相量为:在2点对应的温度下完全熔融。

北师大版无机化学课后部分习题答案(非金属元素)

北师大版无机化学课后部分习题答案(非金属元素)

第14章卤素14-2氟在本族元素中有哪些特殊性?氟化氢和氢氟酸有哪些特性?2、解:(1)由于F的半径特别小,故F2的离解能特别小,F-的水合热比其他卤素离子多。

(2)HF分子间存在氢键,因而HF分子的熔沸点和汽化热特别高。

(3)AgF为易溶于水的化合物。

(4)F2与水反应产物复杂。

(5)HF是一弱酸,浓度增大,酸性增强。

(6)HF能与SiO2或硅酸盐反应,生成气态SiF4;14-4根据电势图计算在298K时,Br2在碱性水溶液中歧化为Br-和BrO3-的反应平衡常数。

4、解:由公式:-ZFE=-RTlnK得:K=exp(ZFE/RT)=2.92×103814-5 三氟化氮NF3(沸点-129℃)不显Lewis 碱性,而相对分子质量较低的化合物NH3(沸点-33℃)却是个人所共知的Lewis 碱。

(a)说明它们挥发性差别如此之大的原因;(b)说明它们碱性不同的原因。

5、解:(1)NH3有较高的沸点,是因为它分子间存在氢键。

(2)NF3分子中,F原子半径较大,由于空间位阻作用,使它很难再配合Lewis酸。

另外,F原子的电负性较大,削弱了中心原子N的负电性。

14-9 如何鉴别KClO﹑KClO3和KClO4这三种盐?9、解:分别取少量固体加入干燥的试管中,再做以下实验加入稀盐酸即有Cl2气放出的是KClO;KClO+2HCl=KCl+Cl2+H2O加入浓盐酸有Cl2与放出且溶液变黄的是KClO3;8KC1O3+24HCl(浓)=9Cl2↑+8KCl+60ClO2(黄)+12H2O另一种则为KClO414-12利用电极电势解释下列现象:在淀粉碘化钾溶液中加入少量NaClO 时,得到蓝色溶液A,加入过量NaClO 时,得到无色溶液 B ,然后酸化之并加少量固体Na2SO3于B 溶液,则A的蓝色复现,当Na2SO3过量时蓝色又褪去成为无色溶液C ,再加入NaIO3溶液蓝色的A 溶液又出现。

指出A﹑B﹑C各为何种物质,并写出各步的反应方程式。

无机材料科学基础习题与解答完整版

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⽆机材料科学基础习题与解答完整版第⼀章晶体⼏何基础1-1解释概念:等同点:晶体结构中,在同⼀取向上⼏何环境和物质环境皆相同的点。

空间点阵:概括地表⽰晶体结构中等同点排列规律的⼏何图形。

结点:空间点阵中的点称为结点。

晶体:内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。

对称:物体相同部分作有规律的重复。

对称型:晶体结构中所有点对称要素(对称⾯、对称中⼼、对称轴和旋转反伸轴)的集合为对称型,也称点群。

晶类:将对称型相同的晶体归为⼀类,称为晶类。

晶体定向:为了⽤数字表⽰晶体中点、线、⾯的相对位置,在晶体中引⼊⼀个坐标系统的过程。

空间群:是指⼀个晶体结构中所有对称要素的集合。

布拉菲格⼦:是指法国学者A.布拉菲根据晶体结构的最⾼点群和平移群对称及空间格⼦的平⾏六⾯体原则,将所有晶体结构的空间点阵划分成14种类型的空间格⼦。

晶胞:能够反应晶体结构特征的最⼩单位。

晶胞参数:表⽰晶胞的形状和⼤⼩的6个参数(a、b、c、α、β、γ).1-2晶体结构的两个基本特征是什么?哪种⼏何图形可表⽰晶体的基本特征?解答:⑴晶体结构的基本特征:①晶体是内部质点在三维空间作周期性重复排列的固体。

②晶体的内部质点呈对称分布,即晶体具有对称性。

⑵14种布拉菲格⼦的平⾏六⾯体单位格⼦可以表⽰晶体的基本特征。

1-3晶体中有哪些对称要素,⽤国际符号表⽰。

解答:对称⾯—m,对称中⼼—1,n次对称轴—n,n次旋转反伸轴—n螺旋轴—ns,滑移⾯—a、b、c、d1-5⼀个四⽅晶系的晶⾯,其上的截距分别为3a、4a、6c,求该晶⾯的晶⾯指数。

解答:在X、Y、Z轴上的截距系数:3、4、6。

截距系数的倒数⽐为:1/3:1/4:1/6=4:3:2晶⾯指数为:(432)补充:晶体的基本性质是什么?与其内部结构有什么关系?解答:①⾃限性:晶体的多⾯体形态是其格⼦构造在外形上的反映。

②均⼀性和异向性:均⼀性是由于内部质点周期性重复排列,晶体中的任何⼀部分在结构上是相同的。

无机材料科学基础课后答案word资料74页

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第二章答案2-1略。

2-2(1)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c,求该晶面的晶面指数;(2)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c,求出该晶面的晶面指数。

答:(1)h:k:l==3:2:1,∴该晶面的晶面指数为(321);(2)h:k:l=3:2:1,∴该晶面的晶面指数为(321)。

2-3在立方晶系晶胞中画出下列晶面指数和晶向指数:(001)与[],(111)与[],()与[111],()与[236],(257)与[],(123)与[],(102),(),(),[110],[],[]答:2-4定性描述晶体结构的参量有哪些?定量描述晶体结构的参量又有哪些?答:定性:对称轴、对称中心、晶系、点阵。

定量:晶胞参数。

2-5依据结合力的本质不同,晶体中的键合作用分为哪几类?其特点是什么?答:晶体中的键合作用可分为离子键、共价键、金属键、范德华键和氢键。

离子键的特点是没有方向性和饱和性,结合力很大。

共价键的特点是具有方向性和饱和性,结合力也很大。

金属键是没有方向性和饱和性的的共价键,结合力是离子间的静电库仑力。

范德华键是通过分子力而产生的键合,分子力很弱。

氢键是两个电负性较大的原子相结合形成的键,具有饱和性。

2-6等径球最紧密堆积的空隙有哪两种?一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙?答:等径球最紧密堆积有六方和面心立方紧密堆积两种,一个球的周围有8个四面体空隙、6个八面体空隙。

2-7n个等径球作最紧密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙?不等径球是如何进行堆积的?答:n个等径球作最紧密堆积时可形成n个八面体空隙、2n个四面体空隙。

不等径球体进行紧密堆积时,可以看成由大球按等径球体紧密堆积后,小球按其大小分别填充到其空隙中,稍大的小球填充八面体空隙,稍小的小球填充四面体空隙,形成不等径球体紧密堆积。

2-8写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。

答:面心立方格子的单位平行六面体上所有结点为:(000)、(001)(100)(101)(110)(010)(011)(111)(0)(0)(0)(1)(1)(1)。

高考化学培优专题复习无机非金属材料练习题附答案

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高考化学培优专题复习无机非金属材料练习题附答案一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析)1.X、Y、Z是三种常见的单质,甲、乙是两种常见的化合物。

下表各组物质之间通过一步反应不能实现如图所示转化的是()A.A B.B C.C D.D【答案】C【解析】【分析】【详解】A.X为H2,Z为Cl2,氢气与氯气可以一步反应生成化合物乙HCl;Y为Si,硅与氯气可以一步反应生成化合物甲SiCl4;氢气与SiCl4可以一步反应生成化合物乙(HCl)与单质Y(Si),故A正确;B.X为Mg,Z为O2,镁与氧气可以一步反应生成化合物乙MgO;Y为C,碳与氧气可以一步反应生成化合物甲CO2;镁与二氧化碳可以一步反应生成化合物乙(MgO)与单质Y(C),故B正确;C.X为Zn,Z为Cl2,锌与氯气可以一步反应生成化合物乙ZnCl2;Y为Fe,铁与氯气可以一步反应生成化合物甲FeCl3;锌与氯化铁不能一步反应生成化合物乙(ZnCl2)与单质Y(Fe),二者反应首先生成ZnCl2和FeCl2,然后锌再与FeCl2反应置换出铁,故C错误;D.X为O2,Z为H2,氧气与氢气可以一步反应生成化合物乙H2O;Y为N2,氮气与氢气可以一步反应生成化合物甲NH3;O2与NH3可以一步反应生成化合物乙(H2O)与单质Y(N2),故D正确;故答案为C。

2.“试玉要烧三日满,辨材须待七年期”是唐代诗人白居易的名句,下列有关“玉”的说法正确的是A.玉的成分是石灰石B.玉能与盐酸反应放出CO2C.玉的熔点较高D.玉的成分是金刚砂【答案】C【解析】【分析】玉的成分是硅酸盐,玉的硬度比河砂小,“试玉要烧三日满”的意思是检验“玉”的真假要烧满三日,说明“玉”的熔点较高,据此分析解答。

【详解】A.玉有软玉和硬玉两种,软玉和硬玉的成分都是硅酸盐,石灰石成分为碳酸钙,不属于硅酸盐,故A错误;B.玉的成分都是硅酸盐,不是碳酸盐,与盐酸反应不能放出CO2,故B错误;C.“试玉要烧三日满”的意思是检验“玉”的真假要烧满三日,说明“玉”的熔点较高,故C正确;D.金刚砂是人工制成的碳化硅,玉的成分是硅酸盐,故D错误;答案选C。

无机材料科学基础课后习题答案7

无机材料科学基础课后习题答案7

7-1 分析说明:焊接、烧结、粘附接合和玻璃-金属封接的作用原理?7-2 MgO—Al2O3—SiO2系统的低共熔物放在Si3N4 陶瓷片上,在低共熔温度下,液相的表面张力为900×10-3N/m,液体与固体的界面能为600×10-3N/m,测得接触角为70.52°,⑴求Si3N4的表面张力。

⑵把Si3N4在低共熔温度下进行热处理,测试其热腐蚀的槽角60°,求Si3N4的晶界能?解:⑴已知γLV=900×10-3N/m γSL=600×10-3N/m θ=70.52°γSV=γSL+γLV COSθ=600×10-3+900×10-3×COS70.25=900.13×10-3N/m⑵已知φ=60°γSS=2γSV COSФ/2 =2×900×10-3×COS60/2 =1.559N/m7-3 氧化铝瓷件中需要被银,已知1000℃时γ(Al2O3(S))=1.0×10-3N/m,γ(Ag=0.92×10-3N/m, γ(Ag (L) /Al2O3(S))=1.77×10-3N/m,问液态银能否湿润(L))氧化铝瓷件表面?用什么方法改善它们之间的湿润性?解:由于γSV=γSL+γLV COSθ∴COSθ= -0.84 ∴θ= 147°﹥90°∴液态银不能湿润氧化铝瓷件表面,但可以通过降低γSL使其小于γSV,从而达到湿润的目的。

方法如下:加入一些金属降低γSL。

7-4 影响湿润的因素有那些?答:⑴固体表面粗糙度当真实接触角θ小于90°时,粗糙度越大,表面接触角越小,就越容易湿润;当θ大于90°,则粗糙度越大,越不利于湿润。

⑵吸附膜吸附膜的存在使接触角增大,起着阻碍作用。

7-5 说明吸附的本质?答:吸附是固体表面力场与吸附分子发出的力场相互作用的结果,它是发生在固体上的。

(完整版)无机材料科学基础习题与解答完整版

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(完整版)⽆机材料科学基础习题与解答完整版第⼀章晶体⼏何基础1-1 解释概念:等同点:晶体结构中,在同⼀取向上⼏何环境和物质环境皆相同的点。

空间点阵:概括地表⽰晶体结构中等同点排列规律的⼏何图形。

结点:空间点阵中的点称为结点。

晶体:内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。

对称:物体相同部分作有规律的重复。

对称型:晶体结构中所有点对称要素(对称⾯、对称中⼼、对称轴和旋转反伸轴)的集合为对称型,也称点群。

晶类:将对称型相同的晶体归为⼀类,称为晶类。

晶体定向:为了⽤数字表⽰晶体中点、线、⾯的相对位置,在晶体中引⼊⼀个坐标系统的过程。

空间群:是指⼀个晶体结构中所有对称要素的集合。

布拉菲格⼦:是指法国学者 A.布拉菲根据晶体结构的最⾼点群和平移群对称及空间格⼦的平⾏六⾯体原则,将所有晶体结构的空间点阵划分成14种类型的空间格⼦。

晶胞:能够反应晶体结构特征的最⼩单位。

晶胞参数:表⽰晶胞的形状和⼤⼩的6个参数(a、b、c、α、β、γ).1-2 晶体结构的两个基本特征是什么?哪种⼏何图形可表⽰晶体的基本特征?解答:⑴晶体结构的基本特征:①晶体是内部质点在三维空间作周期性重复排列的固体。

②晶体的内部质点呈对称分布,即晶体具有对称性。

⑵14种布拉菲格⼦的平⾏六⾯体单位格⼦可以表⽰晶体的基本特征。

1-3 晶体中有哪些对称要素,⽤国际符号表⽰。

解答:对称⾯—m,对称中⼼—1,n次对称轴—n,n次旋转反伸轴—n螺旋轴—ns ,滑移⾯—a、b、c、d1-5 ⼀个四⽅晶系的晶⾯,其上的截距分别为3a、4a、6c,求该晶⾯的晶⾯指数。

解答:在X、Y、Z轴上的截距系数:3、4、6。

截距系数的倒数⽐为:1/3:1/4:1/6=4:3:2晶⾯指数为:(432)补充:晶体的基本性质是什么?与其内部结构有什么关系?解答:①⾃限性:晶体的多⾯体形态是其格⼦构造在外形上的反映。

②均⼀性和异向性:均⼀性是由于内部质点周期性重复排列,晶体中的任何⼀部分在结构上是相同的。

高一化学下册《硅无机非金属材料》课后练习答案

高一化学下册《硅无机非金属材料》课后练习答案

高一化学下册《硅无机非金属材料》课后练习答案混有石灰石的是( )A.加入过量盐酸,观察是否有气泡冒出B.加入过量烧碱溶液,观察是否有固体溶解C.加热至高温,观察是否有气泡冒出、有硅酸钙生成D.先加过量盐酸搅拌,观察是否有不溶物剩余及气泡出现;若有不溶物则滤出,投入到NaOH溶液中看其是否溶解【解析】 A项只能证明是否混有石灰石。

B项因生石灰要与水反应生成熟石灰,即使有少量的石英也观察不出。

C项不易操作,且是否生成硅酸钙无法观察得出。

D项比较合理,通过加酸后有气泡产生确认可能有石灰石,通过观察有不溶物且此不溶物可溶于NaOH溶液,进一步确认可能有二氧化硅。

其实要想检验确实有石英和石灰石,进一步确认可能有二氧化硅。

其实要想检验确实有石英和石灰石,还要继续做一些实验才行。

【答案】 D7.(双选)下列关于硅酸的说法正确的是( )A.硅酸可以通过SiO2和水的化合反应直接制得B.用反应Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓制取硅酸是利用了强酸制弱酸的性质C.因为硅酸难溶于水,所以它不能与NaOH溶液反应D.硅胶可用作袋装食品的干燥剂【解析】 SiO2和H2O不反应,A项错;SiO2与NaOH溶液可以反应,C项错。

【答案】 BD8.下列离子方程式正确的是( )A.澄清石灰水中通入过量二氧化碳:Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2OB.水玻璃中加盐酸:Na2SiO3+2H+===H2SiO3↓+2Na+C.石英溶于烧碱溶液:Si4++2O2-+2OH-===SiO2-3+H2OD.硅酸与烧碱溶液中和:H2SiO3+2OH-===SiO2-3+2H2O【解析】 A项错误,通入过量的CO2应生成Ca(HCO3)2。

B 项错误,水玻璃是硅酸钠的水溶液,Na2SiO3为易溶强电解质,应改写成离子形式。

C项错误,氧化物在离子方程式中一般不拆写,SiO2应保留化学式。

D项正确,H2SiO3作为难溶的弱酸,在离子方程式中用分子式表示。

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第一章答案20、(1)略;(2)四面体空隙数/O2-数=2:1,八面体空隙数/O2-数=1:1;(3)(a)CN=4,z+/4×8=2,z+=1,Na2O,Li2O;(b)CN=6,z+/6×6=2,z+=2,FeO,MnO;(c)CN=4,z+/4×4=2,z+=4,ZnS,SiC;(d)CN=6,z+/6×3=2,z+=4,MnO2。

21、解:岛状;架状;单链;层状(复网);组群(双四面体)。

22、解:(1)有两种配位多面体,[SiO4],[MgO6],同层的[MgO6]八面体共棱,如59[MgO6]和49[MgO6]共棱75O2-和27O2-,不同层的[MgO6]八面体共顶,如1[MgO6]和51[MgO6]共顶是22O2-,同层的[MgO6]与[SiO4]共顶,如T[MgO6]和7[SiO4]共顶22O2-,不同层的[MgO6]与[SiO4]共棱,T[MgO6]和43[SiO4]共28O2-和28O2-;(3)z=4;(4)Si4+占四面体空隙=1/8,Mg2+占八面体空隙=1/2。

23、解:透闪石双链结构,链内的Si-O键要比链5的Ca-O、Mg-O键强很多,所以很容易沿链间结合力较弱处劈裂成为纤维状;滑石复网层结构,复网层由两个[SiO4]层和中间的水镁石层结构构成,复网层与复网层之间靠教弱的分之间作用力联系,因分子间力弱,所以易沿分子间力联系处解理成片状。

24、解:石墨中同层C原子进行SP2杂化,形成大Π键,每一层都是六边形网状结构。

由于间隙较大,电子可在同层中运动,可以导电,层间分子间力作用,所以石墨比较软。

25、解:(1)Al3+可与O2-形成[AlO4]5-;Al3+与Si4+处于第二周期,性质类似,易于进入硅酸盐晶体结构中与Si4+发生同晶取代,由于鲍林规则,只能部分取代;(2)Al3+置换Si4+是部分取代,Al3+取代Si4+时,结构单元[AlSiO4][ASiO5],失去了电中性,有过剩的负电荷,为了保持电中性,将有一些半径较大而电荷较低的阳离子如K+、Ca2+、Ba2+进入结构中;(3)设Al3+置换了一半的Si4+,则O2-与一个Si4+一个Al3+相连,阳离子静电键强度=3/4×1+4/4×1=7/4,O2-电荷数为-2,二者相差为1/4,若取代超过一半,二者相差必然>1/4,造成结构不稳定。

第二章答案1、解:钠原子空位;钠离子空位,带一个单位负电荷;氯离子空位,带一个单位正电荷;最邻近的Na +空位、Cl -空位形成的缔合中心;Ca 2+占据K.位置,带一个单位正电荷;Ca 原子位于Ca 原子位置上;Ca 2+处于晶格间隙位置。

2、解:(1)NaCl Na Ca ’+ Cl Cl + V Cl ·(2)CaCl 2CaNa · + 2Cl Cl + V Na ’(3)OV Na ’ + V Cl · (4)AgAg V Ag ’ + Ag i ·3、解:设有缺陷的MgO 晶胞的晶胞分子数为x ,晶胞体积V=(4.20)3,x=ρVN0/M=3.96,单位晶胞的肖脱基缺陷数=4-x=0.04。

4、解:(a )根据热缺陷浓度公式 n/N=exp(-E/2RT),E=6eV=6×1.602×10-19=9.612×10-19J,T=298k :n/N=1.92×10-51,T=1873k :n/N=8.0×10-9; (b )在MgO 中加入百万分之一的AL 2O 3,AL 2O 32AL Mg · + V Mg ’’ + 3OO ,∵[AL 2O 3]= 10-6,∴[杂质缺陷]=3×10-6/2=1.5×10-6,∴比较可知,杂质缺陷占优。

5、解:n/N=exp(-E/2RT),R=8.314,T=1000k :n/N=6.4×10-3;T=1500k :n/N=3.5×10-2。

6、解:Fe 2O 32Fe Fe · + 3OO + V Fe ’’y 2y yFe 3+2y Fe 2+1-3y O ,X=1-y=1-0.0435=0.9565,Fe 0.9565O[V Fe ’’]===2.22×10-27、解:Zn(g)Zni · + e ’, Zn(g) + 1/2O 2 = ZnO , Zni · + e ’+ 1/2O 2ZnO , [ZnO]=[e ’],∴PO 2 [Zni ·]ρO 2(g)OO + V Fe ’’ + 2hk=[OO][ V Fe ’’][h ·]/PO 21/2=4[OO][ V Fe ’’]3/ PO 21/2 , [ V Fe ’’] ∝PO 2-1/6,∴ PO 2 [ V Fe ’’]ρ8、解:刃位错:位错线垂直于位错线垂直于位错运动方向;螺位错:位错线平行于位错线平行于位错运动方向。

10、解:排斥,张应力重叠,压应力重叠。

11、解:晶界对位错运动起阻碍作用。

12、解:不能,在大角度晶界中,原子排列接近于无序的状态,而位错之间的距离可能只有一、两个原子的大小,不适用于大角度晶界。

13、解:(1)原子或离子尺寸的影响,△r<15%时,可以形成连续固溶体;△r=15%~30%时,只能形成有限型固溶体;△r>30%很难或不能形成固溶体;△r 愈大,固溶度愈小;(2)晶体结构类型的影响,只有两种结构相同和△r<15%时才是形成连续固溶体的充分必要条件;(3)离子类型和键性,相互置换的离子类型相同,化学键性质相近,容易形成固溶体体;(4)电价因素,不等价置换不易形成连续固溶体。

14、解:15、解:固溶体、晶格缺陷、非化学计量化合物都是点缺陷,是晶体结构缺陷,都是单相均匀的固体,结构同主晶相。

热缺陷——本征缺陷;固溶体——非本征缺陷;17、解:设AL 2O 3、MgO 总重量为100g ,则AL 2O 318g ,MgO82g ,溶入MgO 中AL 2O 3的mol 数:AL 2O 3 mol%==0.08=8%, MgOmol%=1-8%=92%,固溶体组成:8% AL 2O 3,92%MgO ,固溶体组成式:Al 0.16Mg 0.92O 1.16 (a) AL 2O 32AL Mg ·+ 2OO + O i ’’X 2xx固溶体化学式:Al 2x Mg 1-2x O 1+x将化学式与组成式一一对应,求出待定参数x ,由于O 2-的量不同,将O 2-的量化为1Al 0.16/1.16Mg 0.92/1.16OAl 2x/1+x Mg 1-2x/1+x Ox=0.074,化学式Al 0.148Mg 0.852O 1.074d 理想 =,=1.04(b )AL 2O 32AL Mg · + 3OO + O Mg ’’x 2x x Al 2x Mg 1-3x O Al 0.16/1.16Mg 0.92/1.16Ox=Al 0.138Mg 0.793O=0.9718、解:Fe 1-x S 中存在Fe 空位,V Fe ’’非化学计量,存在h ·P 型半导体;FeS 1-x 中金属离子过剩,存在S 2-空位,存在e ’,N 型半导体;因Fe 1-x S 、FeS 1-x 分属不同类型半导体,通过实验确定其半导体性质即可。

19、解:(1)晶体中间隙位置是有限的,容纳杂质质点能力≤10%;(2)间隙式固溶体的生成,一般都使晶格常数增大,增加到一定的程度,使晶格变得不稳定而离解;置换固溶体形成是同号离子交换位置,不会对接产生影响,所以可形成连续固溶体。

20、解:21、解:(a)∵r大-r小/ r大=10%<15%,∴AL2O3和Cr2O3能形成连续固溶体;(b)MgO—Cr2O3中,r大-r小/ r大=15%,加之两者结构不同,∴固溶度是有限的。

22、解:设非化学计量化合物为NixO,Ni2O32NiNi· + 3OO + VNi’’y 2y y Ni3+2yNi2+1-3yO Ni3+/Ni2+=2y/(1-3y)=10-x则y=5×10-5, x=1-y=0.99995,Ni0.99995O每m3中有多少载流子即为空位浓度:[VNi’’]=y/(1+x)=2.5×10-5。

23、解:MgO-AL2O3:r大-r小/ r大=15%,即rMg、rAl半径相差大,MgO(NaCl型)、AL2O3(刚玉)结构类型差别大,形成有限固溶体;PbTiO3-PbZrO3形成无限固溶体,因为尽管Ti4+、Zr4+半径相差较大(15. 28),但都是(ABO3)钙钛矿型结构,Ti4+、Zr4+都填充八面体空隙,该空隙体积较大,可填入的阳离子的半径r值可在一定范围内变化,而不至于使结构变化。

24、解:(1)对于置换式固溶体有 x=0.15,1-x=0.85,2-x=1.85,所以置换式固溶体化学式Ca0.15Zr0.85O1.85。

有因为ZrO2属于萤石结构,晶胞分子数Z=4,晶胞中有Ca2+、Zr4+、O2-三种质点。

晶胞质量d置= =5.55g/cm3;(2)对于间隙固溶体,其化学式Ca2y Zr1-yO2,与已知组成Ca0.15Zr0.85O1.85相比,O2-不同,Ca0.15Zr0.85O1.85Ca0.15×2/1.85Zr0.3/1.85O2∴间隙式固溶体化学式Ca0.3×2/1.85Zr1.7/1.85O2晶胞质量d间= =6.014g/cm3,由此可判断生成的是置换型固溶体。

第三章答案1.∴A=-5.32,B=13324,当η=107P0时,则t=80℃。

3、解:Na 2O-SiO 2系统中,SiO 2含量增加,η增大,σ减小;因为SiO 2含量增加,聚合离子团尺寸增大,迁移阻力增大,η增大,e/r 减小,相互作用力减小,σ减小;RO-SiO 2系统中,SiO 2含量增加,η增大,σ减小;因为无SiO 2时RO-O 2系统η很低,表面张力大;加入SiO 2,系统中出现聚合离子团,SiO 2增加,聚合离子团尺寸增大,数目增大,η增大,σ减小。

4、解:玻璃的介稳性:熔体转变为玻璃过程中,是快速冷却,使玻璃在低温下保留了高温时的结构状态,玻璃态是能量的介稳态,有自发放热而转变为晶体的趋势;玻璃无固定熔点:熔体的结晶过程中,系统必有多个相出现,有固定熔点;熔体向玻璃体转变时,其过程是渐变的,无多个相出现,无固定的熔点,只有一个转化温度范围。

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