暨南大学材料化学期末总复习含有必考题目

一、名词解释例如：弗仑克尔缺陷（2014已考）？例如：如右图所示，是Cu2O晶体结构，图中黑圆为铜离子，空心圆为氧离子。请写出离子的坐标位。O

Cu

二、填空（2014已考）请标出立方晶系中晶向A、B的晶向指数及晶面P的晶面指数。晶向A【111】

,B

【122】

;晶面P

(632)

。根据离子半径比推测晶体离子的配位数和晶体结构形式。晶体类型离子半径比（R+/R-）正离子配位数晶体结构形式CsBr0.852正负离子半径比配位数堆积结构<0.15520.155～0.22530.225～0.41440.414～0.73260.732～1.0008~1.000128正负离子半径比与配位数及负离子堆积结构的关系结论：两种最紧密堆积方式中，每个球周围有6个八面体空隙和8个四面体空隙。由于每个四面体空隙由4个球构成，每个八面体空隙由6个球构成，平均1个球有1个八面体空隙，2个四面体空隙，所以n个球有n个八面体空隙，2n个四面体空隙。

化学气相沉积水热法溶胶凝胶法目录5阳极氧化法静电纺丝法4三、缺陷反应式方程式的书写说明下列符号的含义：

Na+空位Si中掺入P,Psi。Ca2+填隙试写出下列缺陷方程四、计算计算尖晶石MgAl2O4晶体中Mg2+、Al3+离子静电键强度，说明MgAl2O4的结构是否达到稳定。已知O2-作面心立方最紧密堆积，Mg2+进入四面体空隙，Al3+则占有八面体空隙，一个氧离子同时与一个镁离子和三个铝离子相连。因为一个氧离子同时与一个镁离子和三个铝离子相连，且

四面体空隙对应着配位数为4，八面体空隙对应着配位数为6.所以2/4x1+3/6x3=2，刚好等于氧的价数，因此是稳定结构。正负离子半径比配位数堆积结构<0.15520.155～0.22530.225～0.41440.414～0.73260.732～1.0008~1.0001215正负离子半径比与配位数及负离子堆积结构的关系例：在CaF2结构中，Ca2+离子的配位数为8。Ca2+离子的静电键强为2/8=1/4，F-离子是一价负离子，则每个F-同时与四个Ca2+形成静电键，F-在Ca2+的四面体中心0.732~1，CN=8，例：在CaTiO3结构中，Ca2+、Ti4+、O2-配位数分别为12、6、6。O2-配位多面体是[OCa4Ti2]，则O2-的电荷数，与O2-的电价相等，故晶体结构稳定。例：已知K+和Cl-的半径分别为0.133nm和0.181nm，试分析KCl的晶体结构，并计算堆积系数。解：晶体结构：因为r+/r-=0.133/0.181=0.735，其值处于0.732和1.000之间，所以正离子配位数应为8，处于负离子立方体的中心。也就是属于CsCl型结构。堆积系数计算：每个晶胞含有一个正离子和一个负离子Cl-，晶格参数a0可通过如下计算得到：a0=2r++2r-=2(0.133)+2(0.181)=0.628nma0=0.363nm2r++2r-18一个面心立方紧密堆积的金属晶体，其原子量为M，密度是8.94g/cm3。试计算其晶格常数和原子间距。解：根据密度定义，晶格常数原子间距=已知铁氧体FexO（富士体）为氯化钠型结构，在实际晶体中，由于存在缺陷，x<1。今有一批铁氧体，测得其密度为5.7g/cm3，用MoKα射线（λ=71.07pm）测得其面心立方晶胞衍射指标为200的衍射角θ=9.56˚（sinθ=0.1661，Fe的相对原子质量为55.85）(1)计算FexO的面心立方晶胞参数；(2)求x值；(3)计算Fe2+和Fe3+各占总铁质量的质量分数；(4)写出表明铁的价态的化学式。2、已知氧化铁Fex0(富士体)为氯化钠型结构，在实际晶体中，由于存在缺陷，x＜1。今有一批氧化铁，测得其密度为5.7g/cm3，用MoKα射线（λ=71.07pm）测得其面心立方晶胞衍射指标为200的衍射角θ=9.56°（sinθ=0.1661,Fe的相对原子质量为55.85）。（a）计算Fex0的面心立方晶胞参数。（b）求x值。（c）计算Fe2+和Fe3+各占总铁质量的质量分数。（d）写出表明铁的价态的化学式。2dsinθ=λ晶胞参数a=427.8pm分子量M=67.35x=0.92用ZrO2和0.25molCaO制成固溶体，测得晶胞参数a0＝0.5153nm，密度＝5.184g/cm3，已知ZrO2为萤石结构，问主要缺陷形式是填隙型还是缺位型？分析：写出可能的缺陷反应式及固溶体分子式，然后计算相应的理论密度，最后把计算密度与实测密度相比确定缺陷形式。补充：

1、用ZrO2和0.25molCaO制成固溶体，测得晶胞参数

a0＝0.5153nm，密度为＝5.184g/cm3，ZrO2为萤石结构，问主要缺陷形式是何种？分析：写出可能的缺陷反应式及固溶体分子式，然后计算相应的理论密度，最后把计算密度与实测密度相比确定缺陷形式。解：缺陷反应式2:1:10.25:0.125:0.125固溶分子式：Zr0.875Ca0.25O2

1:1:10.25:0.25:0.25固溶分子式：Zr0.75Ca0.25O1.75或比较d与，看谁与接近即为所对应的缺陷类型。补充：

1、用ZrO2和0.15mol的CaO制成固溶体，测得晶胞参数

a0＝0.5131nm，密度为＝5.477g/cm3，ZrO2为萤石结构，问主要缺陷形式是何种？分析：写出可能的缺陷反应式及固溶体分子式，然后计算相应的理论密度，最后把计算密度与实测密度相比确定缺陷形式。解：缺陷反应式2:1:10.15:0.075:0.075固溶分子式：Zr0.925Ca0.15O2

1:1:10.15:0.15:0.15固溶分子式：Zr0.85Ca0.15O1.85

或比较d与，看谁与接近即为所对应的缺陷类型。1:1:10.15:0.15:0.15固溶分子式：Zr0.85Ca0.15O1.85

五、简答一、为什么有立方面心点阵而无四方面心点阵？答：因为立方面心点阵若取成素晶胞，不再满足立方晶系4个三重轴的特征对称元素的需要。而四方面心点阵可取成更简单的四方体心格子，所以没有四方面心点阵。三斜面心格子，然而该格子中可以选出一个体积更小的三斜原始格子，所以三斜面心是不可能存在的。四方底心格子，但在该格子中可以选出一个体积更小的四方原始格子，所以不存在四方底心格子。2dsinθ=n

λ二、第一个问题：并不是每个角度都有峰？

X射线在晶体中的衍射实质上是晶体中各原子散射波之间的干涉结果。只有当λ、θ和d三者之间满足布拉格方程时才能发生衍射。

X射线只在满足布拉格方程的若干个特殊的角度上才能产生反射，其它角度上则不发生反射。第二个问题：峰有高低强弱之分？影响衍射强度的结构因子Fhkl

在X射线衍射分析中，一些面网虽然也符合布拉格方程，但在反射系统中其衍射强度为0，这种现象称为消光。

系统消光条件空间格子类型

反射存在条件

反射消失条件

简单P全部都存在

无

底心C

h+k为偶数

h+k为奇数

体心Ⅰ

h+k+l为偶数

h+k+l为奇数

面心Fh、k、l全偶或全奇h、k、l奇偶混杂“消光规则”可用来判断晶体格子类型和所属空间群。三、鲍林法则鲍林第一规则──在离子晶体中，正离子周围形成一个负离子多面体，正负离子之间的距离取决于离子半径之和，正离子的配位数取决于正负离子半径比。鲍林第二规则——在离子的堆积结构中必须保持局域的电中性。鲍林第三规则——稳定结构倾向于共顶连接

鲍林第四规则──若晶体结构中含有一种以上的正离子，则高电价、低配位的多面体之间有尽可能彼此互不连接的趋势鲍林第五规则──同一结构中倾向于较少的组分差异，也就是说，晶体中配位多面体类型倾向于最少。正负离子半径比配位数堆积结构<0.15520.155～0.22530.225～0.41440.414～0.73260.732～1.0008~1.0001235正负离子半径比与配位数及负离子堆积结构的关系1.PN结加正向电压时的导电情况

外电场方向与PN结内电场方向相反，削弱了内电场。于是内电场对多子扩散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。扩散电流远大于漂移电流，可忽略漂移电流的影响。PN结呈现低阻性。P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；内外四、PN结的单向导电性此时，电子将源源不断的从N区扩散到P区，空穴则从P区扩散到N区。2.PN结加反向电压时的导电情况

外电场与PN结内电场方向相同，增强内电场。内电场对多子扩散运动阻碍增强，扩散电流大大减小。少子在内电场的作用下形成的漂移电流加大。此时PN结区少子漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流。PN结变宽PN结呈现高阻性P区的电位低于N区的电位，称为加反向电压，简称反偏；内外PN结的单向导电性N区中空穴（少子）一旦达到空间电荷区边界，就要被电场拉向P区，构成PN节的反向电流，电流值会很小，方向是由N区流向P区。由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。铁电体热释电体压电体介电体五、介电、压电、热释电和铁电材料，依次为后者属于前者的关系，共性是在外力作用下产生极化。五、综合分析1、给你一张某材料的XRD图谱、TEM或SEM，你能从中得出什么信息？或是判断题目给出的说法是否正确？2、欲制备某种材料（特定形貌），溶胶-凝胶法、水热法、CVD、静