晶體結(jié)構(gòu)與晶體中的缺陷

1、第一章 晶體結(jié)構(gòu)與晶體中的缺陷一、名詞解釋1正尖晶石與反尖晶石；2弗倫克爾缺陷與肖特基缺陷；3刃位錯(cuò)與螺位錯(cuò)；4固溶體；5非化學(xué)計(jì)量化合物：二、填空與選擇1結(jié)構(gòu)類型SiO4共用O2-數(shù)形狀絡(luò)陰離子Si:O實(shí)例島狀2在硅酸鹽結(jié)構(gòu)分類中，下列礦物CaAl2Si2O8；CaMgSi2O6；-Ca2SiO4和Mg3Si4O10(OH)2，分別屬于 ； ； ；和 四類。3在負(fù)離子作立方密堆的晶體中，為獲得穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)，正離子將所有八面體空隙位置填滿的晶體有 ，所有四面體空隙均填滿的晶體有 ，填滿一半八面體空隙的晶體有 ，填滿一半四面體空隙的晶體有 。4在尖晶石（MgAl2O4）型晶體中，O2作面心立方

2、最緊密堆積，Mg2填入了 ；金紅石晶體中，所有O2作稍有變形的六方密堆，Ti4填充了 。（A全部四面體空隙；B全部八面體空隙；C四面體空隙的半數(shù)；D八面體空隙的半數(shù)；E四面體空隙的八分之一；F八面體空隙的八分之一）5構(gòu)成層狀硅酸鹽的Si2O5片中的Si4，通常被一定數(shù)量的Al3所取代，為滿足鮑林第二規(guī)則（靜電價(jià)規(guī)則），在層狀結(jié)構(gòu)中結(jié)合有（OH） 離子和各種二價(jià)正離子或三價(jià)正離子。這種以Al3取代Si4的現(xiàn)象，稱為 。（ A同質(zhì)多晶（同質(zhì)多象）；B類質(zhì)同晶；C有序無(wú)序轉(zhuǎn)化；D同晶置換（同晶取代） ）6高嶺石與蒙脫石屬于層狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)，前者的結(jié)構(gòu)特征是 ，后者的結(jié)構(gòu)特征是 。 （A二層型三八面體結(jié)

3、構(gòu)；B三層型三八面體結(jié)構(gòu)；C二層型二八面體結(jié)構(gòu)；D三層型二八面體結(jié)構(gòu)）7在石英的相變中，屬于重建型相變的是 ，屬于位移式相變的是 。（A -石英-鱗石英；B -石英-石英；C -鱗石英-方石英；D 方石英-方石英）8晶體結(jié)構(gòu)中的熱缺陷有 和 二類。9CaO摻雜到ZrO2中，其中 置換了 。由于電中性的要求，在上述置換同時(shí)產(chǎn)生一個(gè) 空位。以上置換過(guò)程可用方程式 表示。10由于 的結(jié)果，必然會(huì)在晶體結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生"組分缺陷"，組分缺陷的濃度主要取決于： 和 。11晶體線缺陷中，位錯(cuò)線與 和 垂直的是 位錯(cuò)；位錯(cuò)線與二者平行的是 位錯(cuò)。12在下列幾類晶體中，形成間隙型固溶體的次序是

4、。（ A 沸石>CaF2>TiO2>MgO； B MgO>TiO2>CaF2>沸石；C CaF2>TiO2>MgO>沸石；D TiO2>MgO>CaF2>沸石 ）13非化學(xué)計(jì)量化合物Cd1+xO、Cu2xO和ZrO2x，由于在化學(xué)組成上偏離化學(xué)計(jì)量而產(chǎn)生的晶格缺陷分別是 、 和 。（ A 負(fù)離子空位；B 間隙正離子；C 正離子空位；D 間隙負(fù)離子 ）14在Fe1xO晶體中，隨氧分壓增大，晶體的導(dǎo)電率 。（ A 降低 B 升高 C 不變 ）三、ThO2具有螢石結(jié)構(gòu)，Th4離子半徑為0.100nm。O2離子半徑為0.140nm

5、。試問(wèn)（a）實(shí)際結(jié)構(gòu)中的Th4正離子配位數(shù)與預(yù)計(jì)配位數(shù)是否一致？（b）結(jié)構(gòu)是否滿足鮑林規(guī)則？四、根據(jù)最緊密堆積原理，空間利用率越高，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，金剛石結(jié)構(gòu)的空間利用率很低（只有34.01%），為什么它也很穩(wěn)定？五、（a）NaCl屬于何種結(jié)構(gòu)？畫圖說(shuō)明Na+離子在結(jié)構(gòu)中的位置？Cl離子在什么位置？正、負(fù)離子配位數(shù)如何？ (b) CsCl屬于何種結(jié)構(gòu)？畫圖說(shuō)明Cs+離子在結(jié)構(gòu)中的位置？Cl離子在什么位置？正、負(fù)離子配位數(shù)如何？六、圖2-1是Na2O的理想晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，試回答：（a）晶胞分子數(shù)是多少；（b）結(jié)構(gòu)中何種離子做何種密堆積；何種離子填充何種空隙，所占比例是多少；（c）結(jié)構(gòu)中各離子的配位數(shù)

6、為多少，寫出其配位多面體；（d）計(jì)算說(shuō)明O2-的電價(jià)是否飽和。 圖2-2 圖2-1 七、根據(jù)CaTiO3晶胞圖（見圖2-2）回答下列問(wèn)題：（a）晶面BCGF、DEG的晶面指數(shù)；晶向DF、HA的晶向指數(shù)；（b）結(jié)構(gòu)中各離子的配位數(shù)為多少，寫出其配位多面體；（c）晶胞分子數(shù)是多少？何種離子添何種空隙，空隙利用率是多少？（d）計(jì)算說(shuō)明O2-的電價(jià)是否飽和。（e）結(jié)構(gòu)中是否存在TiO32-離子，為什么？八、在螢石晶體中Ca2半徑為0.112nm，F(xiàn)半徑為0.131nm，（a）求螢石晶體中離子堆積系數(shù)？（b）螢石晶體a0.547nm，求螢石的密度？九、Al2O3·2SiO2·2H2O

7、和Na2O·Al2O3·6SiO2是什么物質(zhì)？都屬于何種硅酸鹽結(jié)構(gòu)類型？分別寫出無(wú)機(jī)絡(luò)鹽形式。十、堇青石與綠寶石具有相同的結(jié)構(gòu)，分析其有顯著的離子電導(dǎo)，較小的熱膨脹系數(shù)的原因。十一、2和Al2O3十二、什么叫陽(yáng)離子交換？從結(jié)構(gòu)上說(shuō)明高嶺石、蒙脫石陽(yáng)離子交換容量差異的原因。十三、為什么石英不同系列變體之間的轉(zhuǎn)化溫度比同系列變體之間的轉(zhuǎn)化溫度高得多？十四、說(shuō)明下列符號(hào)的含義：VNa，VNa，VCl· ，.(VNaVCl·)，CaK·，CaCa，Cai··十五、寫出下列缺陷反應(yīng)式： (a)NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶體：

8、 (b)CaCl2溶人NaC1中形成空位型固溶體： (c)NaCl形成肖脫基缺陷： (d)AgI形成弗侖克爾缺陷(Ag+進(jìn)入間隙)：（e）CaF2中添加YF3形成間隙固溶體：（f）ZrO2中添加CaO形成置換固溶體：十六、金黃色的人造黃玉是在Al2O3中添加了0.5molNiO和0.02molCr2O3。試寫出缺陷反應(yīng)方程（置換型）及化學(xué)式。十七、對(duì)于MgO、Al2O3和Cr2O32O3和Cr2O3形成連續(xù)固熔體。（1）這個(gè)結(jié)果可能嗎？為什么？（2）試預(yù)計(jì)，在MgOCr2O3系統(tǒng)中的固熔度是有限還是很大的？為什么？十八、在MgO-Al2O3和PbTiO2-PbZrO3中哪一對(duì)形成有限固溶體，哪一對(duì)形成無(wú)限固溶體，為什么?十九、影響置換型固溶體形成的因素有哪些？二十、試比較刃位錯(cuò)和螺位錯(cuò)的異同點(diǎn)。二十一、TiO2-x和Fe1-xO分別為具有陰離子空位和陽(yáng)離子空位的非化學(xué)計(jì)量化合物。試說(shuō)明其導(dǎo)電率和密度隨氧分壓PO2變化的規(guī)律。（以缺陷方程幫助說(shuō)明）二十二、 （a）在CaF2晶體中，弗侖克爾缺陷形成能為2.8eV，肖特基