材料化學第二版曾兆華版課后答案

1、第一章1.什么是材料化學？其主要特點是什么？答：材料化學是有關(guān)于材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備與應用的化學。主要特點：跨學科性，實踐性。2.材料與試劑的主要區(qū)別是什么？答：試劑在使用過程中通常被消耗并轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，而材料通常是可重復的、連續(xù)的，除了正常的消耗外，它不會不可逆地轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)。3.觀察一只燈泡，列舉制造燈泡所需的材料。4.材料按其組成和結(jié)構(gòu)可以分為哪幾類？如果按功能和用途對材料分類，列舉十種不同功能或用途的材料。答：（ 1）金屬材料，無機非金屬材料，高分子材料，復合材料（2）導電材料、 絕緣材料、 生物醫(yī)用材料、 航天航空材料、能源材料、電子信息材料、感光材料5.簡述材料化學的主要內(nèi)容

2、。答：結(jié)構(gòu)：原子和分子在不同層次彼此結(jié)合的形式、狀態(tài)和空間分布。特性：材料固有的化學、物理和力學特性。制備：將原子和分子結(jié)合在一起，并最終將其轉(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品應用。第二章1. 原子間的結(jié)合鍵共有幾種？各自特點如何？特點鍵強形成晶體的特點離子鍵無飽和性、無方向性、高配位數(shù)。最強高熔點、高強度、高硬度、低膨脹系數(shù)、塑性較差、固態(tài)不導電、熔態(tài)離子導電。共價鍵有飽和性、有方向性、低配位數(shù)強高熔點、高強度、高硬度、低膨脹系數(shù)、塑性較差、在熔態(tài)也不導電。金屬鍵電子共有化，可以自由流動；無飽和性、無方向性、配位數(shù)高較強塑性較好、有光澤、良好的導熱、導電性。范 德 華鍵無飽和性、無方向性最弱氫鍵有飽和性、有方

3、向性弱3. 計算體心立方與六方密堆的的堆積系數(shù)。（1）體心立方單位晶胞原子數(shù)n = 2raar3434（2）六方密堆6（3）面心立方410. 單質(zhì)有一種同素異構(gòu)體為立方結(jié)構(gòu)，其晶胞參數(shù)為0.6326 ，密度= 7.26 g3，原子半徑 r = 0.112，計算晶胞中有幾個原子，其堆積系數(shù)為多少？68. 0)3/4() 3/4( 2)3/4( 23333bccrrarraac23874.0)3(3812) 3/4( 6)2321(6)3/4( 633hcprrrraacrraar242474. 0)2/4()3/4( 4)3/4( 43333fccrrar11. 固溶體與溶液有何異同？固溶體有幾

4、種類型？固體溶液與液體溶液的共同點：均具有均一性、穩(wěn)定性，均為混合物，均存在溶解性問題（對固態(tài)溶液稱為固溶度，對液體溶液稱為溶解度）；(1)均一性：溶液各處的密度、組成和性質(zhì)完全一樣；(2)穩(wěn)定性：溫度不變，溶劑量不變時，溶質(zhì)和溶劑長期不會分離；(3)混合物：溶液一定是混合物。固體溶液與液體溶液的不同點：固溶體的溶質(zhì)和溶劑均以固體形式出現(xiàn)，而液體溶體的溶質(zhì)和溶劑均以液體形式出現(xiàn)；固溶體：又稱固體溶液， 指由一種或多種溶質(zhì)組元溶入晶態(tài)溶劑，并保持溶劑晶格類型所形成的單相晶態(tài)固體。固溶體按固溶度分可兩種類型：有限固溶體與無限固溶體；按溶質(zhì)原子在晶格中的位置可分為置換固溶體與填隙固溶體。12. 試述

5、影響置換固溶體的固溶度的因素?答：有原子或離子半徑大小，電價，化學鍵性質(zhì)，晶體結(jié)構(gòu)等因素。（1）原子或離子半徑大?。?100121rrrr， r 15 %, 形成連續(xù)固溶體；15% r 主鏈含有苯環(huán)的高分子和有共軛雙鍵的高分子柔順性差。聚苯醚（）聚苯聚乙炔（2）雜鏈高分子和元素高分子： 硅橡膠尼龍類酯類烯類側(cè)基側(cè)基的極性、體積和對稱性（1）極性側(cè)基極性的大?。簶O性越大，鏈的柔順性越小。 極性多少：極性基增多，則柔順性減小。氯化聚乙烯當含氯量小時是一種彈性好的橡膠，隨著含氯量的增加，鏈的柔順性下降， 彈性下降最后變形一種硬質(zhì)材料。聚乙烯 聚氯乙烯 1,2 聚二氯乙烯對稱性：取代基對稱分布時,柔順

6、性好聚偏二氯乙烯 聚氯乙烯（2） 非極性側(cè)基當側(cè)基是柔性時，側(cè)基越長，鏈的柔性越好。聚甲基丙烯甲酯 聚甲基丙烯乙酯 聚乙烯基咔唑當側(cè)基對稱時 ,柔順性增加 . 聚甲醛23. 什么是液晶聚合物？高分子液晶有哪幾種結(jié)構(gòu)類型？兼具晶體的光學性質(zhì)和液體流動性質(zhì)，是某些物質(zhì)在熔融態(tài)或在溶液狀態(tài)下所形成的有序流體的總稱液晶是介于完全有序晶體與液體之間的一種中間狀態(tài)，確切地說，它是一種取向有序的流體，它既有液體的易流動性，又有晶體雙折射的特性。按液晶形成的方式和性能分類a、溶致性液晶：在溶液中當達到某一臨界濃度以上時呈現(xiàn)液晶性能() 聚對苯酰胺聚對苯撐b. 熱致性液晶：聚合物加熱至熔點以上某一個溫度范圍呈現(xiàn)

7、液晶性能。液晶的主要是指分子在空間的排列狀態(tài)。高分子液晶與小分子液晶一樣，也可以呈現(xiàn)三種不同的聚集狀態(tài)，即向列型、近晶型和膽甾型液晶態(tài)。第四章4. 埃靈罕姆圖上大多數(shù)斜線的斜率為正，但是反應22的斜率為 0，反應 22=2 的斜率為負，請解釋原因。g0=h0 - t s0 g0與溫度 t 關(guān)系式的斜率為 -s0c（ s）2 （g）2（g）氧化過程氣體數(shù)目不變，則s0=0, （-s0）=0 ，斜率為零。2c（s）2 （g）=2（g）氧化過程氣體數(shù)目增加，則s00, （-s0）0, （-s0）0 ，斜率為負。4. 解釋鋁材為何不易生銹，鐵容易生銹， 談?wù)劵瘜W腐蝕和電化學腐蝕各自的特點與機理。5.

8、簡述鮑林規(guī)則 (5 條)（1）.配位多面體規(guī)則 ，其內(nèi)容是：“在中，在正離子周圍形成一個負離子多面體，正負離子之間的距離取決于離子半徑之和，正離子的取決于離子半徑比?！保?）電價規(guī)則 指出：“在一個穩(wěn)定的離子晶體結(jié)構(gòu)中，每一個負離子電荷數(shù)等于或近似等于相鄰正離子分配給這個負離子的的總和，其偏差1/4價”。靜電鍵強度正離子數(shù)正離子配位數(shù)n ，則負離子電荷數(shù) () 。（3）多面體共頂、共棱、共面規(guī)則，其內(nèi)容是：“在一個配位結(jié)構(gòu)中，共用棱，特別是共用面的存在會降低這個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。其中高電價，低配位的正離子的這種效應更為明顯”。（4）不同配位連接規(guī)則，其內(nèi)容是：“若晶體結(jié)構(gòu)中含有一種以上的正離子，

9、則高電價、 低配位的多面體之間有盡可能彼此互不連接的趨勢”。（5）節(jié)約規(guī)則 ，其內(nèi)容是：“在同一晶體中，組成不同的結(jié)構(gòu)基元的數(shù)目趨向于最少”。6. 簡述高嶺石和滑石結(jié)構(gòu)的異同點。7. 什么是正火？什么是退火？兩者特點和用途有何不同？退火是將鋼件加熱到1 或 3 以上（3050 ），保溫一段時間，然后再緩慢的冷卻（一般用爐冷）。正火是將鋼件加熱到3 或以上（ 3050 ），保溫一段時間，然后在空氣中冷卻，冷卻速度比退火稍快。退火與正火的主要區(qū)別是：正火是完全退火的一種變態(tài)或特例，二者僅是冷卻速度不同，通常退火是隨爐冷而正火是在空氣中冷卻，正火既適用于亞共析鋼也適用于過共板鋼， 對于共析鋼， 正火一般用于消除網(wǎng)狀碳化物；對于亞共析鋼，正火的目的與退火基本相同，主要是細化晶粒，消除組織中的缺陷，但正火組織中珠光體片較退火者細，且亞共析鋼中珠光數(shù)量多鐵素體數(shù)量少，因此，經(jīng)正火后鋼的硬度、強度均較退火的高，由此可知，在生產(chǎn)實踐中，鋼中有網(wǎng)狀滲碳體的材料需先經(jīng)正火消除后方可使用其他工藝，而對熱處理后