第四章硅酸鹽晶體結構

1、第四章 硅酸鹽晶體結構1. 解釋下列概念 晶系、晶胞、晶胞參數(shù)、空間點陣、米勒指數(shù)（晶面指數(shù)）、離子晶體的晶格能、原子半徑與離子半徑、配位數(shù)、離子極化、同質多晶與類質同晶、正尖晶石與反正尖晶石、反螢石結構、鐵電效應、壓電效應、 2. （1）一晶面在x、y、z軸上的截距分別為2a、3b、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a/3、b/2、c，求出該晶面的米勒指數(shù)。 3. 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2 0，（111）與11 ，（1 0）與111，（ 2）與236，（257）與11 ，（123）與1 1，（102），（11

2、），（ ）， 110，11 ，1 0， 21 4. 寫出面心立方格子的單位平行六面體上所有結點的坐標。 5. 已知Mg2+半徑為0.072nm，O2半徑為0.140nm，計算MgO晶體結構的堆積系數(shù)與密度。 6. 計算體心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子數(shù)、配位數(shù)、堆積系數(shù)。 7. 從理論計算公式計算NaC1與MgO的晶格能。MgO的熔點為2800，NaC1為80l, 請說明這種差別的原因。 8. 根據(jù)最密堆積原理，空間利用率越高，結構越穩(wěn)定，金鋼石結構的空間利用率很低(只有34.01)，為什么它也很穩(wěn)定?  9. 證明等徑圓球面心立方最密堆積的空隙率為259； 

3、60; 10. 金屬鎂原子作六方密堆積，測得它的密度為1.74克/厘米3，求它的晶胞體積。 11. 根據(jù)半徑比關系，說明下列離子與O2配位時的配位數(shù)各是多?                 12. 為什么石英不同系列變體之間的轉化溫度比同系列變體之間的轉化溫度高得多？ 13. 有效離子半徑可通過晶體結構測定算出。在下面NaCl型結構晶體中，測得MgS和MnS的晶胞參數(shù)均為a=5.20A(在這兩種結構中，陰離子是相互接觸的)。若CaS (a=5.67A)、CaO(a=4.80A

4、)和MgO(a=4.20A)為一般陽離子陰離子接觸，試求這些晶體中各離子的半徑。 14. 氟化鋰(LiF)為NaCl型結構，測得其密度為2.6gcm3，根據(jù)此數(shù)據(jù)汁算晶胞參數(shù)，并將此值與你從離子半徑計算得到數(shù)值進行比較。 15. Li2O的結構是O2-作面心立方堆積，Li+占據(jù)所有四面體空隙位置。求：    (1)計算四面體空隙所能容納的最大陽離子半徑，并與書末附表Li+半徑比較，說明此時O2-能否互相接觸。    (2)根據(jù)離子半徑數(shù)據(jù)求晶胞參數(shù)。(3)求Li2O的密度。  16. 試解釋對于AX型化合物來說，正負離子為一

5、價時多形成離子化合物。二價時則形成的離子化合物減少(如ZnS為共價型化合物)，到了三價、四價(如AlN，SiC)則是形成共價化合物了。 17. MgO和CaO同屬NaCl型結構，而它們與水作用時則CaO要比MgO活潑，試解釋之。 18. 根據(jù)CaF2晶胞圖畫出CaF2晶胞的投影圖。    19. 算一算CdI2晶體中的I-及CaTiO3晶體中O2-的電價是否飽和。 20. (1)畫出O2-作而心立方堆積時，各四面體空隙和八面體空隙的所在位置(以一個晶胞為結構基元表示出來)。  (2)計算四面體空隙數(shù)、八而休空隙數(shù)與O2-數(shù)之比。  (3)根據(jù)電

6、價規(guī)則，在下面情況下，空隙內各需填入何種價數(shù)的陽離子，并對每一種結構舉出個例子。 （a）所有四面體空隙位置均填滿；  (b) 所有八而體空隙位置均填滿；   (c) 填滿半四面體空隙位置；  (d) 填滿半八面休空隙位置。 21. 下列硅酸鹽礦物各屬何種結構類型：     Mg2SiO4，KAISi3O8，CaMgSi2O6， Mg3Si4O10(OH)2，Ca2Al AlSiO7。  22. 根據(jù)Mg2SiO4在(110)面的投影圖回答：   (1)結構中有幾種配位多面體，

7、各配位多面體間的連接方式怎樣?    (2)O2-的電價是否飽和?      (3)晶胞的分子數(shù)是多少?     (4)Si4+和Mg2+所占的四面體空隙和八面體空隙的分數(shù)是多少?    23. 石棉礦如透閃石Ca2Mg5Si4O11(OH)2具有纖維狀結晶習性，而滑石Mg2Si4O10(OH)2卻具有片狀結晶習性，試解釋之。   24. 石墨、滑石和高嶺石具有層狀結構，說明它們結構的區(qū)別及由此引起的性質上的差異。 25. (1)在硅酸