无机材料科学基础自测题3晶体结构与缺陷

第3章 晶体结构与晶体缺陷

一、选择题

1、金红石晶体中，所有O2-作稍有变形的立方密堆排列，Ti4+填充了（ d）。

A 全部四面体空隙 B全部八面体空隙 C 1/2四面体空隙 D 1/2八面体空隙 2、SiO2晶体中有（ a）种晶型之间的转变属于重建型转变 A 3 B 4 C 5

3、萤石（CaF2）结构中[CaF8]立方体之间是（ B ）相连的。 A 共顶 B 共棱 C 共面 4、滑石（3MgO·4SiO2·H2O）和高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）分别属于（ b ）层状结构的硅酸盐矿物。

A 1：1和2：1 B 2：1和1：1 C3：1 和2：1 5、（ c ）相同是形成连续固溶体的必要条件。 A 离子大小 B 极化性质 C 晶体结构

6、Fe1-xO是由于存在（ B ）而形成非化学计量化合物。 A 间隙原子 B 负离子过剩 C 正离子过剩

7、非化学计量化合物MO2-x中存在氧空位，在电场作用下形成（ c ）。 A 绝缘体 B 孔穴导电 C 电子导电

8、如果减少周围氧气的分压，Zn1+xO的密度将（ b ）。 A 变小 B 增大 C 不变

9、在UO2晶体中，O2-的扩散是按（C ）机制进行的。 A 搀杂点缺陷 B 空位 C 间隙

10、TiO2在还原气氛中可形成（ ）型非计量化合物。

A 阳离子填隙 B 阳离子空位 C 阴离子填隙 D阴离子空位 11、TiO2在还原气氛中可形成（ ）型半导体。 A p型 B n型 12、若有一个变价金属氧化物XO，在还原气氛下形成阴离子缺位型非化学计量化合物，其中金属元素X与氧原子数之比为X：O=1.1：1，则其化学式应为（ ）。 A X1.1O B XO0.90 C XO0.91 D XO1.1

二、判断题

1、MgO不可以生成填隙型固溶体（ ）。

2、热起伏可以使离子晶体中生成肖特基缺陷（ ）。 3、置换型固溶体有可能是连续固溶体（ ）。

4、晶体的位移型转变通常是很快的晶型转变（ ）。

4+4+4+

5、硅酸盐晶体结构特点之一是Si 与Si成键，Si与O2-成键（ ）。 6、晶界是多晶体中由于晶粒取向相同而形成的（ ）。

7、外来的杂质原子进入晶体中八面体空隙位置后形成置换型固溶体（ ）。 8、间隙位原子比正常格点原子能量低（ ）。 9、螺位错的位错线平行于滑移方向（ ）。 10、非化学计量化合物中缺陷浓度和其他晶体中的缺陷浓度之间的最大不同就是与气氛有关（ ）。 三、填空题

1、在AB2O4型尖晶石结构中，若以氧离子作立方紧密堆积排列，在正尖晶石结构中，A离子占有（ ）空隙，B离子占有（ ）空隙，而在反尖晶石结构中，A离子占有（ ）空隙，B离子占有（ ）空隙。 2、晶体的热缺陷有（ ）和（ ）两类，热缺陷浓度与温度的关

系式为（ ）。

3、钠长石Na（AlSi3O8）与钙长石Ca（Al2Si2O8）可形成（ ）型固溶体，其中（ ）和（ ）可相互取代。

4、（ ）的位错称为刃位错，可用符号（ ）表示；（ ）b与位错线b与位错线的位错称为螺位错，可用符号（ ）表示。

5、为了使MgF2能溶于LiF中，则必须向MgF2中引入（ ）空位，相反，若要使LiF能溶于MgF2中，则必须向LiF中引入（ ）空位。 6、形成连续固溶体的条件是（ ）、（ ）和（ ）。

7、在NaCl晶体中，Na+占据（ ）位置。

8、按照电价规则，在镁橄榄石Mg2SiO4 中每个Mg2+ 的静电键强度为（ ），每个4+

Si的静电键强度为（ ）。每个氧离子受到周围（ ）个硅离子和（ ）个镁离子作用的静电键强度总和等于（ ），与其电价（ ）。

四、简答题

1、 出下列反应的合理缺陷反应式

（1）NiO溶解在Cr2O3 （2）MnO2溶解在Fe2O3

2、 试解释说明为什么在硅酸盐结构中Al3+经常取代Si4+，但Si4+一般不会置换

＋＋－

Al3+？（配位数为6时，S14、A13和O2的离子半径分别为0.48?、0.61?和1.32?；配位数为4时，一离子半径依次为0.34?、0.47?和1.32?）。 3、 对于MgO、Al2O3和Cr2O3，其正、负离子半径比分别为0.47,0.36和0.40。AI2O3和Cr2O3形成连续固溶体。 （a）这个结果可能吗？为什么？

（b）试预计，在MgO－Cr2O3系统中的固溶度是有限还是很大的？为什么？ 4、 非化学计量缺陷的浓度与周围气氛的性质、压力大小相关，如果增大周围氧气

的分压，非化学计量化合物Fe1－xO及Zn1＋xO的密度将发生怎样的变化？增大？减小？为什么？ 5、 硅酸盐结构由(SiO4)4共顶联接成链状、环状、层状等结构形式。在磷酸盐(PO4)3-一

及硫酸盐(SO4)2中也有相似的四面体，但常常是孤岛状结构。但是，AlPO4却具有与石英（SiO2）类似的结构，为什么？

一

6、 高岭石和蒙脱石的结构特点，并解释为什么蒙脱石具有膨胀性和高的阳离子交

换容量，而高岭石则不具有膨胀性、阳离子交换容量也很低。 五、计算题

1、 一块金黄色的人造黄玉，化学分析结果认为是在Al2O3中添加了0.005molNiO

和2×10-4molCr2O3,试写出置换型缺陷反应式方程及固溶分子式. 2、 用0.2molYF3加入CaF2中形成固溶体,实验测得固溶体晶胞参数a0=0.55nm,测得固溶体ρ=3.64g/cm3,试计算说明固溶体的类型？(其中Y=88.90,Ca=40.08,F=19.00) 3、 一氧化铁中氧的摩尔分数X0=0.52,且晶格常数为0.429nm,与NaCl具有相同的

结构.

(1)计算此种氧化铁中Fe2+与Fe3+的离子比; (2)计算其密度.

(注:有一部分Fe3+离子存在,需要空位来平衡电荷) 4、 在MgO晶体中，肖特基缺陷的生成能为6ev，计算在1600℃时热缺陷的浓度。

如果MgO晶体中，含有百分之一的Al2O3 杂质，则在1600℃时MgO晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？

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