太原理工大學材料科學基礎習題及參考答案

1、1第一章第一章原子結構與結合鍵原子結構與結合鍵習題11計算下列粒子的德布羅意波長：(1)質(zhì)量為1010kg，運動速度為0.01m?s1的塵埃；(2)速度為103ms的氫原子；(3)能量為300eV的自由電子。12怎樣理解波函數(shù)ψ的物理意義？13在原子結構中，ψ2和ψ2dτ代表什么？14寫出決定原子軌道的量子數(shù)取值規(guī)定，并說明其物理意義。15試繪出s、p、d軌道的二維角度分布平面圖。16多電子原子中，屏蔽效應和鉆穿效應是怎樣影響電子的能級

2、的？17寫出下列原子的基態(tài)電子組態(tài)（括號內(nèi)為原子序號）：C(6)，P(15)，Cl(17)，Cr(24)。18形成離子鍵有哪些條件？其本質(zhì)是什么？19試述共價鍵的本質(zhì)。共價鍵理論包括哪些理論？各有什么缺點？110何謂金屬鍵？金屬的性能與金屬鍵關系如何111范德華鍵與氫鍵有何特點和區(qū)別？參考答案：參考答案：11利用公式λ=hp=hmv、E=hν計算德布羅意波長λ。18離子鍵是由電離能很小、易失去電子的金屬原子與電子親合能大的非金屬原子相互

3、作用時，產(chǎn)生電子得失而形成的離子固體的結合方式。19共價鍵是由相鄰原子共有其價電子來獲得穩(wěn)態(tài)電子結構的結合方式。共價鍵理論包括價鍵理論、分子軌道理論和雜化軌道理論。110當大量金屬原子的價電子脫離所屬原子而形成自由電子時，由金屬的正離子與自由電子間的靜電引力使金屬原子結合起來的方式為金屬建。由于存在自由電子，金屬具有高導電性和導熱性；自由電子能吸收光波能量產(chǎn)生躍遷，表現(xiàn)出有金屬光澤、不透明；金屬正離子以球星密堆方式組成，晶體原子間可滑動

4、，表現(xiàn)出有延展性。第二章第二章材料的結構材料的結構習題21定義下述術語，并注意它們之間的聯(lián)系和區(qū)別。晶系，空間群，平移群，空間點陣。22名詞解釋：晶胞與空間格子的平行六面體，并比較它們的不同點。23(1)一晶面在x、y、z軸上的截距分別為2a、3b和6c，求出該晶面的米勒指數(shù)。(2)一晶面在x、y、z軸上的截距分別為a3、b2和c，求出該晶面指數(shù)。24在立方晶系的晶胞中畫出下列米勒指數(shù)的晶面和晶向：(001)與[20]，(111)與[1

5、1]，(10)與[111]，(2)與[236]，12132(257)與[11]，(123)與[11]。1225在立方晶系的晶胞中畫出下列米勒指數(shù)的晶面和晶向：(102)，(11)，(1)，[110]，[11]，[10]和[21]。22312326在六方晶胞中畫出下列的晶面和晶向：(0001)，(010)，(110)，(102)，(012)，[0001]，[010]，[110]，[011]。121112127(1)寫出六方體、八面體、六八

6、面體、單形號分別為100、111、和321的晶面符號(2)寫出六方晶系的晶胞晶面族為100、111、321的等價晶面指數(shù)。3236確定二十面體點群對稱性。237確定斜方柱晶、四方雙錐晶、六方雙錐晶、六八體晶的點群，并畫出極射赤平投影圖。參考答案：參考答案：22組成各種晶體構造的最小體積單位稱為晶胞。晶胞能反映真實晶體內(nèi)部質(zhì)點排列的周期性和對稱性?？臻g點陣是由晶體結構抽象而得到的幾何圖形?？臻g格子中的平行六面體是由不具有任何物理、化學特性

7、的幾何點構成，而晶胞則由實在的具體質(zhì)點（原子或離子）組成。252627100=(100)(010)(001)111=(111)（11）（11）（11）?1?1?128110=(110)(20)(20)102=(102)(012)(102)(012)(012)(102)29(1)：[01][001](2)：(10)(00)211210(1)d(100)==0.143nmd(110)==0.202nmd(123)==0.0764nm2aa2