固体化学复习题答案

化学学院材料化学专业固体化学复习题11．．什什么么是是固固体体化化学学？？固体化学是研究固体物质的制备、组成、结构、性质和反应的化学分支学科。它是无机化学、固体物理、晶体结构和材料科学等多门学科的交叉领域，已成为当前无机化学学科中一个十分活跃的新兴分支学科。22．．固固体体化化学学的的研研究究内内容容是是什什么么？？(1)固体中的缺陷平衡；(2)固体中的扩散；(3)固相化学反应。33．．按按照照材材料料的的化化学学组组成成来来分分类类，，固固体体材材料料可可以以分分成成哪哪几几类类？？金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料。44．．按按照照材材料料的的使使用用性性能能来来分分类类，，固固体体材材料料可可以以分分成成哪哪几几类类？？结构材料：主要使用材料的力学性能；功能材料：主要使用光、电、磁、热、声等功能特性。55．．按按照照材材料料组组成成的的有有序序程程度度来来分分类类，，固固体体材材料料可可以以分分成成哪哪几几类类？？晶态：固体具有长程有序的点阵结构，如氯化钠、硫化锌、砷化锌等，其中的组成原子或基元是处于按一定格式空间排列的状态。非晶态：固体的结构类似液体，只在几个原子间距的量程范围内或者说原子在短程处于有序状态，而长程范围原子的排列没有一定的格式，如玻璃和许多聚合物。66．．按按照照材材料料中中原原子子结结合合力力本本质质来来分分类类，，固固体体材材料料可可以以分分成成哪哪几几类类？？离子晶体、共价晶体、金属晶体、分子晶体、氢键晶体。77．．举举例例说说明明何何谓谓共共价价晶晶体体？？何何谓谓分分子子晶晶体体？？二二者者在在电电学学性性质质上上有有什什么么本本质质的的区区别别？？共价晶体：组成原子之间靠共价键结合，键有方向性和饱和性，如硅、InSb、PbTe。分子晶体:组成分子之间靠范德华力结合，键能低。如Ar,H2、CO2。88．．简简述述石石墨墨晶晶体体中中化化学学键键的的成成键键方方式式。。石墨晶体具有层状结构。每一层内的每个碳原子中的三个电子与邻近的三个碳原子以共价键结合，组成片状六角形的平面蜂巢结构，另一个价电子则为该层内所有碳原子所共有，形成金属键；层与层之间则以范德华力相互作用。因此，石墨晶体中既包含有共价键，又包含有金属键和范德华力，从而使得石墨表现出固体物质的多重性质：质地柔软光滑、容易磨碎、密度小、熔点高、不透明、有光泽和导电率高。99．．当当今今导导致致重重大大科科学学与与技技术术进进步步的的五五大大实实验验技技术术手手段段是是什什么么？？激光技术、核磁共振、同步辐射、质谱、超高压技术。1100..什什么么是是组组合合化化学学？？组合化学(CombinatorialChemistry)特点为可以一次性成批量获得很大数量的类似化合物一化合物库（chemicallibrary）以供高通量筛选，寻找先导化合物。采用这种方法，可以大大增加寻找具有特殊功能新化合物的机会。1111．．什什么么是是软软化化学学合合成成？？软化学合成方法：它力求在中低温或溶液中使反应起始物在分子状态上均匀混合，进行可控的反应步骤，经过生成前驱体或中间体，最后生成具有指定组成、结构和形貌的材料。1122．．生生物物无无机机化化学学的的研研究究内内容容是是什什么么？？生物无机固体化学是生命科学、材料科学和固体化学的新兴交叉学科，它研究在生物体系中无机矿物的结构、性质与功能之间关系，以及阐明生物矿化过程的机理。1133．．下下列列坩坩埚埚的的最最高高工工作作温温度度分分别别是是多多少少？？aa..PPtt1770ºC;;bb..AAuu1063ºC;;cc..AAgg960ºC;;dd..IIrr2450ºC;;ee..AAll22OO331950ºC;ff..ZZrrOO22//YY22OO332000ºC.1144..在在无无机机固固相相合合成成中中，，为为减减少少离离子子的的扩扩散散距距离离，，经经常常采采用用““前前驱驱法法””来来进进行行合合成成。。这这种种方方法法的的优优点点和和缺缺点点各各是是什什么么？？优优点点：：降降低低反反应应温温度度，，稳稳定定亚亚稳稳相相，，减减少少中中间间杂杂质质相相，，产产物物晶晶粒粒小小、、表表面面积积大大。。缺缺点点：：起起始始反反应应物物难难于于控控制制，，如如很很难难控控制制反反应应物物的的整整比比性性，，有有些些离离子子在在水水溶溶液液中中马马上上发发生生水水解解和和沉沉淀淀。。1155．．简简述述气气相相传传输输反反应应和和化化学学气气相相沉沉积积法法（（CCVVDD））的的区区别别。。用用于于气气相相传传输输反反应应的的试试剂剂不不参参与与总总体体的的化化学学反反应应，，而而在在CCVVDD中中，，气气相相试试剂剂既既充充当当传传输输的的作作用用，，有有参参与与了了化化学学反反应应。。1166．．简简述述高高压压方方法法在在无无机机合合成成中中的的主主要要作作用用。。稳稳定定亚亚稳稳态态；；稳稳定定阳阳离离子子的的高高氧氧化化态态，，进进而而提提高高阳阳离离子子的的配配位位数数；；提提高高熔熔点点，，进进而而合合成成高高温温相相；；缩缩短短反反应应时时间间，，降降低低反反应应的的活活化化能能。。1177．．单单晶晶与与多多晶晶的的主主要要区区别别是是什什么么？？单单晶晶在在长长程程范范围围内内具具有有平平移移周周期期性性。。1188．．为为什什么么要要花花大大力力气气进进行行单单晶晶的的合合成成？？利利用用单单晶晶可可以以直直接接完完成成晶晶体体结结构构的的测测定定和和晶晶体体固固有有物物理理性性质质的的测测量量。。1199．．控控制制单单晶晶大大小小和和纯纯度度的的主主要要因因素素是是什什么么？？控控制制单单晶晶大大小小和和纯纯度度的的主主要要因因素素是是成成核核和和生生长长。。如如果果成成核核速速度度慢慢，，而而生生长长速速度度块块，，就就会会得得到到大大的的晶晶体体。。如如果果成成核核速速度度快快于于生生长长速速度度，，就就会会得得到到小小的的单单晶晶，，甚甚至至多多晶晶。。2200．．提提供供何何种种手手段段来来提提高高晶晶体体生生长长的的速速度度？？关关键键是是提提高高晶晶体体的的扩扩散散系系数数。。如如果果是是通通过过由由其其他他的的相相来来形形成成固固相相，，就就会会提提高高晶晶体体的的扩扩散散系系数数，，进进而而提提高高晶晶体体生生长长的的速速度度。。如如：：(a)液体(熔体)→固体(冷冻)(b)气体(蒸气)→固体(冷凝)(c)溶液→固体(沉淀)2211．．怎怎样样以以较较慢慢的的速速度度来来控控制制晶晶核核的的出出现现？？利利用用下下列列中中的的一一种种或或几几种种方方法法的的同同时时使使用用，，可可以以控控制制晶晶核核以以较较慢慢的的速速度度出出现现：：(a)减慢熔体的冷却；(b)温度剃度的使用；(c)晶种的使用。2222．．薄薄膜膜的的主主要要性性质质是是什什么么？？(a)大的表面积；(b)可以控制的几何形状；(c)密集性；(d)类似单晶的物理性质。2233．．薄薄膜膜生生长长的的主主要要方方法法有有那那些些？？化化学学气气相相沉沉积积((CCVVDD)),,真真空空蒸蒸发发，，激光蒸发，溅射，分子束外延(MBE)，液相外延(LPE)。2244．．控控制制固固态态反反应应速速率率的的三三个个因因素素是是什什么么？？（a）反应固体之间的接触面积及其表面积;（b）产物相的成核速度;（c）离子通过各物相特别是通过产物相的扩散速度。2255．．如如果果按按物物理理本本质质来来划划分分，，主主要要有有哪哪五五大大类类鉴鉴定定手手段段？？衍衍射射学学、、化化学学分分析析、、显显微微学学、、热热分分析析和和光光谱谱学学。。2266．．衍衍射射技技术术包包括括哪哪三三类类？？XX射射线线衍衍射射，，中中子子衍衍射射，，电电子子衍衍射射。。2277．．通通过过粉粉末末衍衍射射可可以以得得到到那那些些信信息息？？aa..已已知知相相数数目目和和成成分分；；bb..晶晶胞胞大大小小和和晶晶系系；；cc..晶晶体体结结构构；；dd..晶晶粒粒大大小小。。2288．．通通过过单单晶晶衍衍射射可可以以得得到到那那些些信信息息？？aa..空空间间群群和和晶晶系系；；bb..晶晶胞胞大大小小；；cc..键键长长和和键键角角；；dd..键键的的强强度度；；ee..本本征征密密度度。。2299．．粉粉末末衍衍射射可可以以检检测测到到的的最最低低含含量量为为多多少少？？通通常常为为样样品品总总体体积积的的00..55––55%%。。3300．．对对于于无无机机固固体体来来说说，，化化学学分分析析方方法法主主要要作作用用是是什什么么？？样样品品的的成成分分和和定定量量组组成成。。3311．．扫扫描描电电子子显显微微镜镜（（SSEEMM））的的主主要要用用途途是是什什么么？？确确定定样样品品的的形形貌貌和和颗颗粒粒大大小小。。3322．．EEPPMMAA和和HHRRTTEEMM分分别别是是那那种种分分析析技技术术的的缩缩写写？？EEPPMMAA::EElleeccttrroonnpprroobbeemmiiccrrooaannaallyyssiissHHRRTTEEMM::HHiigghhRReessoolluuttiioonnTTrraannssmmiissssiioonnEElleeccttrroonnMMiiccrroossccooppyy3333．．TTGGAA是是那那种种分分析析技技术术的的缩缩写写？？通通过过TTGGAA可可以以获获得得那那些些信信息息？？TTGGAA：：TThheerrmmooggrraavviimmeettrriiccAAnnaallyyssiissTTGGAA用用于于检检查查不不同同温温度度下下样样品品重重量量的的变变化化。。可可以以在在以以下下几几方方面面应应用用：：aa..是是否否存存在在结结晶晶水水及及其其数数量量；；bb..检检测测氧氧的的含含量量；；cc..确确定定化化学学分分解解反反应应。。3344．．红红外外和和拉拉曼曼光光谱谱主主要要用用于于什什么么？？二二者者的的主主要要区区别别是是什什么么？？红红外外和和拉拉曼曼光光谱谱主主要要由由于于检检验验特特殊殊化化学学官官能能团团。。二二者者的的发发生生都都与与官官能能团团中中原原子子的的特特殊殊振振动动方方式式有有关关。。红红外外活活性性与与偶偶极极矩矩变变化化的的振振动动有有关关，，因因此此中中心心对对称称的的振振动动模模式式是是红红外外非非活活性性的的。。拉拉曼曼活活性性的的主主要要选选律律是是涉涉及及的的核核的的运运动动必必须须产产生生极极化化率率的的变变化化。。3355．．发发生生衍衍射射的的主主要要辐辐射射源源有有那那些些？？aa..含含有有灯灯丝丝的的封封闭闭的的XX射射线线管管；；bb..转转动动的的阳阳极极；；cc..同同步步辐辐射射；；dd．．核核反反应应堆堆；；ee..电电子子枪枪。。3366．．分分别别说说明明以以下下示示意意图图中中晶晶体体的的堆堆积积方方式式，，并并给给出出相相应应的的代代表表符符号号。。bbcccchhccppffcccc3377．．以以下下为为碳碳的的不不同同存存在在方方式式。。分分别别说说明明碳碳各各自自采采用用的的杂杂化化轨轨道道形形式式。。sp2sp2puresp2puresp338．在石墨中存在那几种化学键？与前重复39．对应于下图中的几种旋转对称操作各有几个？4fold3个3fold4个2fold6个40．晶体中可以存在多少个晶系？多少个空间群？多少个点阵？7个晶系，230个空间群，14个点阵。41．用于描述单位晶胞的六个基本元素是什么？42．四方晶系和正交晶系的主要区别是什么？Tetragonala=bca=b==90°Orthorhombicabca=b==90°43．面心立方格子与简单立方格子的主要区别是什么？在面心立方格子中，所有原子都是相同的，它们分别在顶角和面心的位置。在简单立方格子中，不同的原