材料科学基础 第二版(张联盟 著)课后习题答案-武汉理工大学出版
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材料科学基础第二版(张联盟 著)课后习题答案：第二章晶体结构
2-1 名词解释
晶系 晶胞 晶胞参数 空间点阵 晶面指数 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 热释电效应 电光效应
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。
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]，[，[ ]，[ ]
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?
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?
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?
2-7 n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?
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。
2-9 计算面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。
2-10 根据最密堆积原理，空间利用率越高，结构越稳定，金刚石结构的空间利用率很低(只
有34.01%)，为什么它也很稳定?
2-11 证明等径圆球六方最密堆积的空隙率为25.9%。
2-12 金属镁原子作六方密堆积，测得它的密度为 1.74g/cm3，求它的晶胞体积。
2-13 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少?已
知rO
2-=0.132nm，rSi
4+=0.039nm，rK
+=0.131nm，rAl
3+=0.057nm，rMg
2+=0.078nm。
2-14 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?
2-15 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=0.520nm(在这两种结构中，阴离子是相互接触的)。
若CaS (a=0.567nm)、CaO(a=0.480nm)和MgO(a=0.420nm)为一般阳离子-阴离子接触，试求这些晶体中各离子的半径。
2-16 氟化锂(LiF)为NaCl型结构，测得其密度为 2.6g/cm3，根据此数据计算晶胞参数，并将此值与你从离子半径计算得到数值进行比较。
2-17 Li2O的结构是O2-作面心立方堆积，Li+占据所有四面体空隙位置，氧离子半径为0.132nm。求：
(1)计算负离子彼此接触时，四面体空隙所能容纳的最大阳离子半径，并与书末附表Li+半径比较，说明此时O2-能否互相接触;(2)根据离子半径数据求晶胞参数;(3)求Li2O的密度。
2-18 MgO和CaO同属NaCl型结构，而它们与水作用时则CaO要比MgO活泼，试解释之。
2-19 CaF2的晶胞参数为0.547nm。(1)根据CaF2晶胞立体图画出CaF2晶胞在(001)面上的投影图;
(2)画出CaF2(110)面上的离子排列简图;(3)正负离子半径之和为多少?
2-20 计算CdI2晶体中的I-及CaTiO3晶体中O2-的电价是否饱和?
2-21 (1)画出O2-作面心立方堆积时，各四面体空隙和八面体空隙的所在位置(以一个晶胞为结构基元
表示出来);(2)计算四面体空隙数、八而休空隙数与O2-数之比
2-22 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。
(1)所有四面体空隙位置均填满;(2)所有八面体空隙位置均填满;(3)填满—半四面体空隙位置;
(4)填满—半八面体空隙位置。
2-23 化学手册中给出NH4Cl的密度为 1.5g/cm3，X射线数据说明NH4Cl有两种晶体结构，一种为NaCl型
结构，a=0.726nm;另一种为CsCl结构，a=0.387nm。上述密度值是哪一种晶型的?(NH4+离子作为一个单元占据晶体点阵)。
2-24 MnS有三种多晶体，其中两种为NaCl型结构，一种为立方ZnS型结构，当有立方型ZnS结构转变为NaCl型结构时，体积变化的百分数是多少?已知CN=6时，rMn
2+=0.08nm，rS
2-=0.184nm;CN=4时，rMn
2+=0.073nm，rS
2-=0.167nm。
2-25 钛酸钡是一种重要的.铁电陶瓷，其晶型是钙钛矿结构，试问：(1)属于什么点阵?(2)这个结构
中离子的配位数为若干?(3)这个结构遵守鲍林规则吗?请作充分讨论。
2-26 硅酸盐晶体结构有何特点?怎样表征其化学式?
2-27 硅酸盐晶体的分类依据是什么?可分为那几类，每类的结构特点是什么?
2-28 下列硅酸盐矿物各属何种结构类
型：Mg2[SiO4]，K[AlSi3O8]，CaMg[Si2O6]，Mg3[Si4O10](OH)2，Ca2Al [AlSiO7]。
2-29 根据Mg2[SiO4]在(100)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?
2-30 石棉矿如透闪石Ca2Mg5[Si4O11](OH)2具有纤维状结晶习性，而滑石Mg3[Si4O10](OH)2却具有片状结晶习性，试解释之。
2-31 石墨、滑石和高岭石具有层状结构，说明它们结构的区别及由此引起的性质上的差异。
2-32 (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。
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