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1、材料科学与工程导论作业答案第一章:7、计算MgO离子对的结合能E0,以及每摩尔MgO晶体的结合键能。假设离子半径分别为:rMg2+0.065nm;rO2-0.140nm;n7;e为电荷量,e1.60×10-19C;08.85×10-12C2/(Nm2)。解:1)计算公式: 根据库仑定律:(1-2)式中,z1、z2为正、负离子形成时原子的电子得失数;e为电荷量,e1.60×10-19C;a为离子对的间距,对于Na+Cl-,a(0.065+0.140)nm0.205nm2.05×10-10m;0为电荷所在介质的介电常数,08.85×10-12C2/
2、(Nm2) 排斥力为短程力:(1-3)式中,a为离子间距;b与n为常数,n通常取79,对MgO,n取为7。 故结合力为:(1-4)因为:所以:(1-5) 2)在式(1-3)中b为未知量,先解得b值。因为在平衡间距时F吸引F排斥,则: 所以: 3)计算Na+Cl-离子对的结合能E0,在平衡间距时E合E0: 若转换为每摩尔NaCl晶体的结合能,可得:8、计算下列晶体的离子键与共价键的相对比例:(1)、NaF;(2)、CaO;解:鲍林公式计算AB中离子结合的相对值 式中:XA、XB分别为元素A和B的电负性数值利用表12(P17)中的数据,查的Na的电负性为0.93、F的电负性为3.98、Ca的电负性
3、为1.00、O的电负性为3.44;NaF,离子结合比例90.23;CaO,离子结合比例77.43;第二章1、回答下列问题:(1)、在立方晶系的晶胞内画出具有下列米勒指数的晶面和晶向:(001)与210、(111)与、与111、与123、与236、(001)与210 (111)与 与111 (32)与123与236(2)、在立方晶系的一个晶胞中画出(111)和(112)晶面,并写出两晶面交线的晶向指数。(3)、在立方晶系的一个晶胞中画出同时位于(101)、(011)和(112)晶面上的晶向。2、有一正交点阵的ab,ca/2。某晶面在三个晶轴上的截距分别为6个、2个和4个原子间距,求该晶面的米勒指数。答:在x、y、z轴的截距分别为6a、2a、4c(2a),因此取倒数分别为:1/6a、1/2a、1/2a,化整数为a、3a、3a。计该晶面的米勒指数为(133)。3、Ni的晶体结构为面心立方结构,其原子半径为r=0.1243nm,试求Ni的阵点常数。 答:4、按晶体的钢球模型,若球的直径不变,当Fe从面心立方结构(fcc)转变为体心立方结构(bcc)时,计算其体积膨胀多少? 答:
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