《材料科学与工程基础》-第二章-课后习题答案.pdf
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材料科学与工程基础 顾宜 第二章习题及答案
第二章 习题及答案
2-1.阐述原子质量和原子量的区别。
2-2.简要阐述四个量子数分别对应何种电子状态。
2-3. 元素周期表中的所有VIIA族元素的核外电子排布有何共同点?
(1)各电子层最多容纳电子数为2n2.
(2)最外层不超过8个电子;次外层不超过18个电子;倒数第三层不超过
32个电子.
(3)核外电子总是先排布在能量最低的电子层内,排满后再一次向外排布.
(4)电子排布总是遵循能量最低原理,泡利不相容原理,洪特定则.
2-4. 按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布 (用方框图表
示)。
2 2 3
N 1s2s2p
1
如有错误之处,敬请指正
2 2 4
O 1s2s2p
2 2 6 2 2
Si 1s2s2p3s3p
2 2 6 2 6 8
Fe 1s2s2p3s3p3d
2 2 6 2 6 10 1
Cu 1s2s2p3s3p3d 4s
2 2 6 2 6 10 2 5
Br 1s2s2p3s3p3d 4s4p
2+ 3+ + 2+ - 2-
2-5. 按照能级写出Fe ,Fe ,Cu,Ba ,Br,andS 离子的电子排布。 (用
方框图表示)。
同上题
2-6. 影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些?
中心离子类型、离子半径、配体大小、溶剂、配体多少、环境温度、PH、共
价键数、原子的有效堆积。
2-7. 将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类,简单说明理
由。
2-8. 简要阐述离子键,共价键和金属键的区别。
2-9. 阐述泡利不相容原理。
在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子;同一个原子中,不可能有两个或
两个以上的电子处在同一个状态;也可以说,不可能有两个或两个以上的电子具
有完全相同的四个量子数。
2-10.判断以下元素的原子可能形成的共价键数目:锗,磷,锶和氯。
2
材料科学与工程基础 顾宜 第二章习题及答案
2-11.解释为什么共价键材料密度通常要小于离子键或金属键材料。
由于共价键具有严格的方向性和饱和性,一个特定原子的最邻近原子数是有限制
的,并且只能在特定的方向进行键合。所以共价键物质密度比金属键和离子键物
质密度都要小. (共价键需按键长、键角要求堆垛,相对离子键、金属键较疏松)
共价键的结合力较小,离子键结合力很大,形成的物质更致密。
2-12. 根据氢键理论,解释水结冰时出现的反常现象,即为何结冰后体积
反而膨胀了?
水冻结时结晶,非球形的水分子规整排列时受氢键方向性和饱和性的更强限制,
不能更紧密的堆积,故密度变小,体积增大.
2-13.按照杂化轨道理论,说明下列的键合形
式:
(1)CO 的分子键合 (2)甲烷CH 的分子键合
2 4
(3)乙烯CH 的分子键合 (4)水HO 的分子键合
2 4 2
(5)苯环的分子键合 (6)羰基中C、O间的原子键
合
CO2: 共价键 sp 杂化,
CH4 : 共价键 sp3 杂化,
CH =CH : 共价键 sp2 杂化,
2 2
H O: 氢键 sp3 杂化,
2
苯环:
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