無機材料科學(xué)基礎(chǔ)教程第二版課后答案

1、第一章第一章晶體幾何基礎(chǔ)晶體幾何基礎(chǔ)11解釋概念：等同點等同點：晶體結(jié)構(gòu)中，在同一取向上幾何環(huán)境和物質(zhì)環(huán)境皆相同的點。空間點陣空間點陣：概括地表示晶體結(jié)構(gòu)中等同點排列規(guī)律的幾何圖形。結(jié)點結(jié)點：空間點陣中的點稱為結(jié)點。晶體晶體：內(nèi)部質(zhì)點在三維空間呈周期性重復(fù)排列的固體。對稱對稱：物體相同部分作有規(guī)律的重復(fù)。對稱型對稱型：晶體結(jié)構(gòu)中所有點對稱要素（對稱面、對稱中心、對稱軸和旋轉(zhuǎn)反伸軸）的集合為對稱型，也稱點群。晶類晶類：將對稱型相同的晶體歸

2、為一類，稱為晶類。晶體定向晶體定向：為了用數(shù)字表示晶體中點、線、面的相對位置，在晶體中引入一個坐標(biāo)系統(tǒng)的過程?？臻g群空間群：是指一個晶體結(jié)構(gòu)中所有對稱要素的集合。布拉菲格子布拉菲格子：是指法國學(xué)者A.布拉菲根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)的最高點群和平移群對稱及空間格子的平行六面體原則，將所有晶體結(jié)構(gòu)的空間點陣劃分成14種類型的空間格子。晶胞晶胞：能夠反應(yīng)晶體結(jié)構(gòu)特征的最小單位。晶胞參數(shù)晶胞參數(shù)：表示晶胞的形狀和大小的6個參數(shù)（a、b、c、α、β、γ）.1

3、2晶體結(jié)構(gòu)的兩個基本特征是什么？哪種幾何圖形可表示晶體的基本特征？解答：⑴晶體結(jié)構(gòu)的基本特征：①晶體是內(nèi)部質(zhì)點在三維空間作周期性重復(fù)排列的固體。②晶體的內(nèi)部質(zhì)點呈對稱分布，即晶體具有對稱性。⑵14種布拉菲格子的平行六面體單位格子可以表示晶體的基本特征。13晶體中有哪些對稱要素，用國際符號表示。解答：對稱面—m，對稱中心—1，n次對稱軸—n，n次旋轉(zhuǎn)反伸軸—n螺旋軸—ns，滑移面—a、b、c、d15一個四方晶系的晶面，其上的截距分別為3a

4、、4a、6c，求該晶面的晶面指數(shù)。解答：在X、Y、Z軸上的截距系數(shù)：3、4、6。截距系數(shù)的倒數(shù)比為：13:14:16=4:3:2晶面指數(shù)為：（432）補充：晶體的基本性質(zhì)是什么？與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？解答：①自限性自限性：晶體的多面體形態(tài)是其格子構(gòu)造在外形上的反映。②均一性和異向性均一性和異向性：均一性是由于內(nèi)部質(zhì)點周期性重復(fù)排列，晶體中的任何一部分在結(jié)構(gòu)上是相同的。異向性是由于同一晶體中的不同方向上，質(zhì)點排列一般是不同的，因而表現(xiàn)出

5、不同的性質(zhì)。③對稱性對稱性：是由于晶體內(nèi)部質(zhì)點排列的對稱。④最小內(nèi)能和最大穩(wěn)定性最小內(nèi)能和最大穩(wěn)定性：在相同的熱力學(xué)條件下，較之同種化學(xué)成分的氣體、液體及非晶質(zhì)體，晶體的內(nèi)能最小。這是規(guī)則排列質(zhì)點間的引力和斥力達(dá)到平衡的原因。晶體的穩(wěn)定性是指對于化學(xué)組成相同，但處于不同物態(tài)下的物體而言，晶體最為穩(wěn)定。自然界的非晶質(zhì)體自發(fā)向晶體轉(zhuǎn)變，但晶體不可能自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌飸B(tài)。23試證明等徑球體六方緊密堆積的六方晶胞的軸比ca≈1.633。證明：六

6、方緊密堆積的晶胞中，a軸上兩個球直接相鄰，a0=2r；c軸方向上，中間的一個球分別與上、下各三個球緊密接觸，形成四面體，如圖22所示：圖22六方緊密堆積晶胞中有關(guān)尺寸關(guān)系示意圖24設(shè)原子半徑為R，試計算體心立方堆積結(jié)構(gòu)的（100）、（110）、（111）面的面排列密度和晶面族的面間距。解：在體心立方堆積結(jié)構(gòu)中：（100）面：面排列密度=面間距=（110）面：面排列密度=面間距=（111）面：面排列密度=面間距=25以NaCl晶胞為例，試

7、說明面心立方緊密堆積中的八面體和四面體空隙的位置和數(shù)量。答：以NaCl晶胞中（001）面心的一個球（Cl離子）為例，它的正下方有1個八面體空隙（體心位置），與其對稱，正上方也有1個八面體空隙；前后左右各有1個八面體空隙（棱心位置）。所以共有6個八面體空隙與其直接相鄰，由于每個八面體空隙由6個球構(gòu)成，所以屬于這個球的八面體空隙數(shù)為616=1。在這個晶胞中，這個球還與另外2個面心、1個頂角上的球構(gòu)成4個四面體空隙（即18小立方體的體心位置）

8、；由于對稱性，在上面的晶胞中，也有4個四面體空隙由這個參與構(gòu)成。所以共有8個四面體空隙與其直接相鄰，由于每個四面體空隙由4個球構(gòu)成，所以屬于這個球的四面體空隙數(shù)為814=2。26臨界半徑比的定義是：緊密堆積的陰離子恰好互相接觸，并與中心的陽離子也恰好接觸的條件下，陽離子半徑與陰離子半徑之比。即每種配位體的陽、陰離子半徑比的下限。計算下列配位的臨界半徑比：（a）立方體配位；（b）八面體配位；（c）四面體配位；（d）三角形配位。解：（1）立