太原理工大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題及參考答案

1、1第一章第一章原子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵原子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵習(xí)題11計算下列粒子的德布羅意波長：(1)質(zhì)量為1010kg，運(yùn)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(jié)構(gòu)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?yán)L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(yīng)和鉆穿效應(yīng)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(diǎn)？110何謂金屬鍵？金屬的性能與金屬鍵關(guān)系如何111范德華鍵與氫鍵有何特點(diǎn)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(jié)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(jié)構(gòu)的結(jié)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(dāng)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(jié)合起來的方式為金屬建。由于存在自由電子，金屬具有高導(dǎo)電性和導(dǎo)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(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)習(xí)題21定義下述術(shù)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(diǎn)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(diǎn)。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(diǎn)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(diǎn)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(gòu)造的最小體積單位稱為晶胞。晶胞能反映真實(shí)晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列的周期性和對稱性。空間點(diǎn)陣是由晶體結(jié)構(gòu)抽象而得到的幾何圖形。空間格子中的平行六面體是由不具有任何物理、化學(xué)特性

7、的幾何點(diǎn)構(gòu)成，而晶胞則由實(shí)在的具體質(zhì)點(diǎn)（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