《材料化学》课程教学课件（讲稿）材料化学作业1-2参考答案

第一章作?业

第一章 作 业

2、下图是一个伸展开的聚乙烯分子，其中C一C化学键长为1.54A。试根据C原子的立体化学计算分子的链周期。答：因为C原子间夹角约为109.5°所以:链周期=2×1.54AXsin(109.5°/2)=2.51A

2、下图是一个伸展开的聚乙烯分子，其中C—C化学键长为 1.54Å。试根据C原子的立体化学计算分子的链周期。 答：因为C原子间夹角约为109.5° ， 所以:链周期＝2×1.54Å×sin(109.5°/2)=2.51Å

3、由X射线法测得下列链型高分子的周期如下，试将与前题比较思考并说明其物理意义。化学式链周期←CH2—CH2.52聚乙烯醇OH5.1十CH2—CH聚氯乙烯1CICI4.7聚偏二氯乙烯←CH2-C一hCI

答：由题中表格可知，聚乙烯醇的链周期为2.52A，比聚乙烯略大，原因可能是-OH体积比H大，它的排斥作用使C原子间夹角变大，因而链周期加长，但链周期仍包含两个C原子：聚氯乙烯的链周期为5.1A，是聚乙烯链周期的两倍多，这说明它的链周期中包含四个C原子，原因是原子的半径较大C1原子为使原子间挂最小，相互交错排列，其结构式如下HHHHCICIHH工HHHHCI聚偏二氯乙烯链周期为4.7A比聚乙烯大的多，而接近于聚氯乙烯的链周期为5.1A，可知链周期仍包含4个C原子。周期缩短的原因是由于同一个C原子上有2个C1原子，为使排能最小它们将交叉排列，即每个C1原子在相邻2个C1原子的空隙处。这样分子链沿C-C键的扭曲缩小了链周期

5．试叙述划分正当点阵单位所依据的原则。平面点阵有哪几种类型与型式？请论证其中只有矩形单位有带心不带心的两种型式，而其它三种类型只有不带心的型式？

5．试叙述划分正当点阵单位所依据的原则。平 面点阵有哪几种类型与型式? 请论证其中只有 矩形单位有带心不带心的两种型式，而其它三 种类型只有不带心的型式?

答：划分正当点阵单位所依据的原则是：在照顾对称性的条件下，尽量选取含点阵点少的单位作正当点阵单位。平面点阵可划分为四种类型，五种形式的正当平面格子：正方，六方，矩形，带心矩形，平行四边形。(d）（b）（a）（a）若划分为六方格子中心带点，破坏六重轴的对称性，实际上该点阵的对称性属于矩形格子。（b）（c）分别划分为正方带心和平行四边形带心格子时，还可以划分成更小的格子。（d）如果将矩形带心格子继续划分，将破坏直角的规则性，故矩形带心格子为正当格子

答：划分正当点阵单位所依据的原则是：在照顾对称性的条件 下，尽量选取含点阵点少的单位作正当点阵单位。平面点阵可 划分为四种类型，五种形式的正当平面格子：正方，六方，矩 形，带心矩形，平行四边形。 （a）若划分为六方格子中心带点，破坏六重轴的对称性，实际 上该点阵的对称性属于矩形格子。（b）（c）分别划分为正方 带心和平行四边形带心格子时，还可以划分成更小的格子。（d） 如果将矩形带心格子继续划分，将破坏直角的规则性，故矩形 带心格子为正当格子

6．试指出金刚石、NaCl、CsCI晶胞中原子的种类，数目及它们所属的点阵型式。答：点阵型式原子的种类原子的数目8c金刚石立方面心NaCl立方面心Na与CINat:4,CI:4CsC1Cs+与CICst：1,简单立方CI: 1

6．试指出金刚石、NaCl、CsCl晶胞中原子的种类，数目及 它们所属的点阵型式

四方晶系的金红石晶体结构中，晶胞参数为a=b=4.58A，c=2.98A，α=β=y=90°求算坐标为（0,0,0）处的Ti原子到坐标为（0.31,0.31,0）处的氧原子间的距离。解：根据晶胞中原子间距离公式d=[(x1-x2)*a+(y1-y2)b+(Z1-z2)*c]1/2得d=[(0.31-0) *a +(0.31-0) *a +(0-0) *c)/2=0.31+21/2*4.58A=2. 01A

7．四方晶系的金红石晶体结构中，晶胞参数为a=b=4.58 Å， c=2.98 Å，α=β=γ=90º,求算坐标为（0,0,0）处的Ti原子到坐 标为（0.31,0.31,0）处的氧原子间的距离

9、晶系特征元素晶胞参数间的关系单斜晶系α,C2,iC2h正交晶系D2h3C2,30,iD2d四方晶系14,50,4C2,i

C2h 单斜晶系 σ , C2 , i D2h 正交晶系 3C2 , 3σ , i D2d 四方晶系 I4 , 5σ , 4C2 , i 9、 晶系 特征元素 晶胞参数间的关系

12、什么是晶体衍射的两个要素？它们与晶体结构有何对应关系？答：晶体衍射的两个要素：衍射方向和衍射强度关系：晶胞大小、形状二衍射方向二衍射（点、峰）的位置晶胞内原子种类和位置二衍射强度二衍射点（线）的黑度、宽度峰的高度

12、什么是晶体衍射的两个要素?它们与晶体结构有何对应关 系？