2-1 (a)mgo具有nacl结构。根据o2-半径为0.140nm和mg2+半径为0.072nm,计算球状离子所占有的空间分数(堆积系数)。
(b)计算mgo的密度。
解:(a)mgo具有nacl型结构,即属面心立方,每个晶胞中含有4个mg2+和4个o2-,故mg所占有体积为:
因为mg2+和o2-离子在面心立方的棱边上接触:
堆积系数=b)=3.51g/cm3
2-2 si和al原子的相对质量非常接近(分别为28.09和26.98),但sio2和al2o3的密度相差很大(分别为2.
65g/cm3和3.96g/cm3)。试计算sio2和al2o3的堆积密度,并用晶体结构及鲍林规则说明密度相差大的原因。
解: 首先计算sio2堆积系数。每cm3中含sio2分子数为:
每cm3中si4+和o2-所占体积为:
si2o3晶体中离子堆积系数=000195+0.5809=0.5829或58.29%
al2o3堆积系数计算如下:
al2o3中离子堆积系数=0.0292+0.8070=0.8362或83.62%
计算时=0.026nm =0.138nm(四配位)
=0.053nm =0.14nm(六配位)
由于al2o3离子堆积系数83.62%大于sio2晶体总离子堆积系数,故al2o3密度大于sio2。
从鲍林规则可得,al2o3中al3+于o2-是六配位,al3+充填o2-六方密堆中八面体空隙总数的2/3。而sio2晶体中,si4+是高电价低配位。si4+仅充填了四面体空隙数的1/4,si-o四面体以顶角相连成骨架状结构,堆积疏松,空隙率大,故密度低。
2-3 试简述层状硅酸盐矿物二层型结构与三层型结构,二八面体与三八面体结构的演变以及各种层状矿物的结构关系。
解:层状硅酸盐凡有一个八面体层与一个四面体层相结合称为双层型。八面体层两侧都与一层四面体层结合称为三层型。
八面体层中阳离子一般为al3+或mg2+。按照电中性要求,当al3+在八面体中心,铝氢氧八面体空隙只有2/3被al3+充填时,称为二八面体。若镁氢氧八面体空隙全部被mg2+充填称为三八面体。
层状矿物四面体中的si4+还可以按一定规律被al3+代替。层与层之间还可嵌入水分子作为层间结合水。通过每一个变化就形成一种新的矿物。
表2-5综合列出以上多种多样的结构变化及各种层状矿物的相互关系。
表2-52-4 对离子晶体,位能e(j/mol)可以写成,式中n0为阿弗加德罗常数;m为马德龙常数(表示离子的特点集合排列对静电能的影响);n为与阳离子最邻近的阴离子数目;λ和ρ为材料常数;ε0为转换因子(ε0=8.854×10-12c2/n·m2);e为电子电荷;z为阳离子与阴离子上单位电荷的绝对数目。在阳离子与阴离子平衡距离r0处,离子之间的作用力由下式得出。
a)将表示位能的公式对r求导,并解出nλ,用、ρ和r0表示。
b)将(a)结果代入表示位能的公式中,得出晶格能u0(对于r=r0)用()、n0mz2e2)、ρ和r0表示。
解:(a)
令de/dr=0
解之得:nλ=exp(-r0/ρ)
b)将nλ代入e式中,得到。
2-5 利用2-4题答案(a)计算nacl晶格能(对于nacl,m=1.748;ρ=0.033nm;r0=0.
282nm ;e=1.602×10-19c)。(b)mgo晶格能是多少?
(mgo晶体结构与nacl相同,ρ=0.039nm;r0=0.210nm)(c)mgo得熔点为2800℃,nacl仅为801℃,从以上计算能说明这个差别吗?
解:(a)nacl晶体z=1,ρ=0.033nm=0.033×10-9m。
(b)mgo z=2,ρ=0.039nm=0.039×10-19m
(c)由计算可知u0mgou0nacl,所以mgo的熔点高于nacl。
2-6 (a)在mgo晶体中,肖特基缺陷的生成能为6ev,计算在25℃和1600℃时热缺陷的浓度。(b)如果mgo晶体中,含有百万分之一的al2o3杂质,则在1600℃时,mgo晶体中时热缺陷占优势还时杂质缺陷占优势?
解:(a)根据热缺陷浓度公式:
由题意e=6ev=6×1.602×10-19=9.612×10-19j
t1=25+273=298k t2=1600+273=1873k
298k:
1873k:
b)在mgo中加入百万分之一的al2o3,缺陷方程如下:
此时产生得缺陷为。
而,由(a)计在1873k时,所以在1873k时杂质缺陷占优势。
2-7 试写出少量mgo掺杂到al2o3中和少量yf3掺杂到caf2中的缺陷方程。(a)判断方程的合理性。(b)写出每一个方程对应的固溶式。
a)书写缺陷方程首先考虑电价平衡,如方程(1)和(4)。在不等价置换时,。这样即可写出一组缺陷方程。
其次考虑不等价离子等量置换,如方程(2)和(3)。这样又可写出一组缺陷方程。在这两组方程中,从结晶化学的晶体稳定性考虑,在离子晶体中除萤石型晶体结构可以产生填隙型固溶体以外,由于离子晶体中阳离子紧密堆积,填隙阳离子或阳离子都会破坏晶体的稳定性。
因而填隙型缺陷在离子晶体中(除萤石型)较少见。上述四个方程以(2)和(3)较正确的判断必须用固溶体密度测定法来决定。
2-8 用0.2molyf3加入caf2中形成固溶体,试验测得固溶体得晶胞参数a0=0.55nm,测得固溶体密度ρ=3.
64g/cm3,试计算说明固溶体的类型?(元素的相对原子质量:y=88.
90;ca=40.08;f=19.00).
解:yf3加入caf2的缺陷方程如下:
方程(1)和(2)得固溶式:
按题意x=0.2代入上述固溶式得:填隙型固溶体分子式为ca0.
8y0.2f2.2;置换型固溶体分子式为ca0.
7y0.2f2;他们的密度设分别为ρ1和ρ2。caf2是萤石型晶体,单位晶胞内含有4个萤石分子。
由ρ1与ρ2计算值与实测密度ρ=3.64g/cm3比较,ρ1值更接近3.64g/cm3,因此0.2molyf3加入caf2中形成填隙型固溶体。
2-9 试阐明固溶体、热缺陷、和非化学计量混合物三者的异同点,列简表比较之。
解: 固溶体、热缺陷、组分缺陷和非化学计量化合物都属结构缺陷,但它们又各有不同,现列表2-6比较之。
表2-6
第二章招聘与配置
参 一 选择题。答案略。二 简答题。答 公文筐测试 in basket test 也叫公文处理。这是被多年实践充实完善并被证明是很有效的管理干部测评方法,是对实际工作中管理人员掌握分析各种资料 处理信息以及做出决策等工作活动的集中和抽象。测试在模拟的情境中进行。该情境模拟的是一个公司在日常实际中可能...
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