武汉理工大学材料科学基础(第2版)课后习题和答案 下载本文

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计算四面体空隙数、八而休空隙数与O2-数之比。 (3)根据电价规则,在下面情况下,空隙内各需填入何种价数的阳离子,并对每一种结构举出—个例子。 所有四面体空隙位置均填满; (b) 所有八而体空隙位置均填满; (c) 填满—半四面体空隙位置; (d) 填满—半八面休空隙位置。 21、下列硅酸盐

矿物各属何种结构类型: Mg2[SiO4],K[AISi3O8],CaMg[Si2O6], Mg3[Si4O10](OH)2,Ca2Al[AlSiO7]。 22、根据Mg2[SiO4]在(110)面的投影图回答: (1) 结构中有几种配位多面体,各配位多面体间的连接方式怎样? (2) O2-的电价是否饱和? (3) 晶胞的分子数是多少? (4) Si4+和Mg2+所占的四面体空隙和八面体空隙的分数是多少? 23、石棉矿如透闪石Ca2Mg5[Si4O11](OH)2具有纤维状结晶习性,而滑石Mg2[Si4O10](OH)2却具有片状结晶习性,试解释之。 24、石墨、滑石和高岭石具有层状结构,说明

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它们结构的区别及此引起的性质上的差异。 25、(1)在硅酸盐晶体中,Al3+为什么能部分置换硅氧骨架中的Si4+; (2) Al3+置换Si4+后,对硅酸盐组成有何影响? (3)用电价规则说明Al3+置换骨架中的Si4+时,通常不超过一半,否则将使结构不稳定。 答案 1、略。 2、解:h:k:l=1/2:1/3:1/6=3:2:1,∴该晶面的米勒指数为; 3、略。 4、略。 5、解:MgO为NaCl型,O2-做密堆积,Mg2+填充空隙。rO2- =,rMg2+=,z=4,晶胞中质点体积:(4/3×πr O2-3+4/3×πrMg2+ 3)×4,a=2(r++r-),晶胞体积=a3,堆积系数=晶胞中MgO体积/晶胞体积=%,密度=晶胞中MgO质量/晶胞体积=/cm3。 6、解:体心:原子数 2,配位数 8,堆积密度 %; 面心:原子数 4,配位数 6,堆积密度 %; 六方:原子数 6,配位数 6,堆积密度 %。 7、解:u=z1z2e2N0A/r0×(1-1/n)/4πε0,e=×10-19,ε0=×10-12,N0=×1023,NaCl:

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z1=1,z2=1,A=,nNa+=7,nCl-=9,n=8,r0=,u NaCl=752KJ/mol;MgO:z1=2,z2=2,A=,nO2-=7,nMg2+=,n=7,r0=,uMgO=392KJ/mol;∵uMgO> uNaCl,∴MgO的熔点高。 8、略。 9、解:设球半径为a,则球的体积为4/3πa3,求的z=4,则球的总体积4×4/3πa3,立方体晶 胞体积:(2 a)3=16a3,空间利用率=球所占体积/空间体积=%,空隙率=%=%。 10、解:ρ=m/V晶=/cm3,V=×10-22。 11、解:Si4+ 4;K+ 12;Al3+ 6;Mg2+ 6。 12、略。 13、解:MgS中a=?,阴离子相互接触,a=2 r-,∴rS2-=?;CaS中a=?,阴-阳离子相 互接触,a=2(r++r-),∴rCa 2+=?;CaO中a=?, a=2(r++r-),∴rO2-=?;MgO中a=?, a=2(r++r-),∴rMg2+=?。 14、解:LiF为NaCl型结构,z=4,V=a3,ρ=m/V=/cm3,a=?,根据离子半径a1=2(r++r-)=?,a 15、解:如图是一个四面体空隙,O为四面体中心位置。AO=r++r-,BC=2r-,CE=r-/3,

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AG=2r+=AO-r- =( r-/3,△OGC∽△EFC,OG/CG=EF/CF,OG=EF/CF×CG= r-,CG=2/3CE=2 r/2, r-/6,AO=AG-OG= /2-1)r=?,查表知rLi+=? >?,∴O2-不能互相接触; a=4(r++r-),a=?;ρ=m/V=/cm3. 体对角线= 16、略。 17、解:rMg2+与rCa2+不同,rCa2+> rMg2+,使CaO结构较MgO疏松,H2O易于进

入,所以活泼。 18. 19. 20、略; 四面体空隙数/O2-数=2:1,

八面体空隙数/O2-数=1:1; (a)CN=4,z+/4×8=2,z+=1,Na2O,Li2O;(b)CN=6,z+/6×6=2,z+=2,FeO,MnO;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;组群。 22、解: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-,

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