结晶学试卷A

 山东理工大学《结晶学》模拟试卷答案

（A）卷           学年第    学期                    班级：            姓名：           学号：      

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适用专业

材料科学与工程

考核性质

考试

（闭）卷

命题教师

考试时间

100分钟

题号

一

二

三

四

五

六

七

八

九

十

十一

总分

得分

评阅人

复核人

一、选择题（每题2分，共20分） 1（  D ），2（  C ），3（  A ），4（ B ），5（ D ）， 6（ B ），7（ A ），8（ C ），9（ B ），10（C ）。 1、关于晶面、直线的极射赤平投影，下列论述正确的为 A、晶面的极射赤平投影为基圆直径； B、直线的极射赤平投影为小圆弧； C、与投影平面垂直的晶面，极射赤平投影点在基圆中心； D、与投影平面斜交晶面，极射赤平投影点在基圆内。 2、下面列出的对称型的等效关系中，不正确的有 A、Li2=P； B、Li3=L3C； C、L33L24P=Li33L23PC； D、Li1= C。 3、下列单形中，有左右形之分的为 A、三方偏方面体； B、复三方偏三角面体； C、三角三四面体； D、三角三八面体。 4、聚形分析时，不能用来作为确定单形名称依据的是 A、单形的晶面数； B、单形晶面的形状；  C、对称型； D、单形晶面的相对位置。 5、关于晶轴，下列描述不正确的为 A、晶体中的坐标轴称为晶轴； B、晶轴是与晶体对称有关的几根假想直线； C、晶轴的交点在晶体中心； D、晶轴的度量单位是nm。   6、对于螺旋位错，下列叙述正确的是 A、螺旋位错是晶体结构中的面缺陷； B、螺旋位错的位错线与伯氏矢量平行； C、螺旋位错的位错线与伯氏矢量垂直； D、螺旋位错的位错线为曲线。 7、下列关于晶面发育的理论为： A、布拉维法则； B、鲍林规则； C、晶体场理论； D、层生长理论。 8、关于等效点系，下列叙述错误的有 A、等效点系是空间格子中由对称要素联系起来的一组几何点。 B、晶体结构中性质不同的质点，不能占据同一组等效位置。 C、一般等效点系中的点，都在某个或某些对称要素之上。 D、同一等效点系中的各个点，一定能够对称重复。 9、下列螺旋轴中，属于左旋螺旋轴的有 A、21 B、32 C、41 D、63

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山东理工大学《结晶学》试卷答案

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10、下列描述中，能正确定义晶体的是

A、晶体是具有规则几何多面体外形的固体；

B、晶体是外部具有几何多面体外形，内部具有格子构造的固体；

C、晶体是内部质点在三维空间周期性重复排列的固体；

D、天然矿物全部是晶体。

二、 判断（每题1分，共10分）

    

1（×） 2（ × ） 3（√） 4（× ） 5（√ ） 6（ √） 7（ ×） 8（  √ ） 9（ √  ） 10（ × ）

1、在三轴定向晶体的晶轴选择中，除单斜晶系优先考虑Y轴之外，其余皆优先考虑X轴。

2、同种晶体形状不同时，对应晶面间的夹角不同。

3、任意二晶带相交必决定一个可能晶面。

4、宏观对称要素不可以在晶体结构中出现。

5、同一晶体上所有方向相同的直线，极射赤平投影点的位置都相同。

6、符合鲍林规则是离子化合物晶体结构的基本特征。

7、每一种点群都对应一种空间群。

8、双晶是同种晶体按照一定的对称规律形成的规则连生体。

9、用ABC三个字母，就可以表示任何最紧密堆积层的重复规律。

10、晶胞是空间格子的最小组成单位。

三、名词解释（每个2分，共20分）

1、晶轴：晶体中的坐标轴称为晶轴。

2、空间群：晶体结构中对称要素的组合称为空间群。

3、单形：单形是由对称要素联系起来的一组晶面。

4、整数定律： 晶面在各晶轴上的截距系数之比，恒为简单正数比。

5、对称定律：晶体中不可能出现5次及高于6次的对称轴。

6、布拉维法则：实际晶体往往为面网密度大的晶面所包围。

7、米氏符号：用晶面在各晶轴上截距系数的倒数比表示晶面在晶体上位置的简单数字符号。

8、配位数与配位多面体：每个原子或离子周围最邻近的原子或异号离子的数目，称该原子或离子的配位数。以一个原子或离子为中心，将周围与之成配位关系的原子或异号离子的中心连接起来构成的几何多面体，称配位多面体。

9、同质多像：同质多像也称同质异像或同质异构，是指同种化学成分的物质，在不同的物理化学条件下，形成不同结构晶体的现象。

10、平移群：晶体结构中三个代表性平移轴组合来称平移群。

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四、填空（每空0.5分。共15分）

1、晶体结构中滑移面的类型有（  a    ）、（  b   ）、（  c   ）、（  n   ）、（   d   ）五种 。

  

2、晶体生长过程中晶面发育的理论包括（布拉维法则 ）、（ 居里-吴里夫原理  ）、（ 周期键链理论 ）。

    

3、投影球的极距角是指（投影轴   ）与（ 晶面法线或直线  ）之间的夹角。从投影球（ N极  ）到（ S极  ），共分为（180o ）。

4、六方晶系的7种对称型的国际符号为（6    ）、（   6mm   ）、（622    ）、（ 6/m  ）、（  6/mmm  ） 、（  6    ）、（ 62m   ）。

5、晶体的基本性质包括( 异向性  ）、（均一性  ）、（对称性   ）、（自范性 ）、（  定熔性  ）、（   稳定性   ） 。

6、按照单位平行六面体中结点的分布不同，空间格子可以有（原始格子   ）、（体心格子   ）、（底心格子   ）、（面心格子  ）四种类型。

五、综合题（共35分）

1、已知某单形中对称要素和晶面的极射赤平投影如图5-1所示。（6分）

（1）该单形的对称型及国际符号（2分）。

对称型：L44P

国际符号：4mm

（2）该单形的单形名称及单形符号（2分）。

    单形名称：四方柱

单形符号：{100}或{110}

（3）该单形位特殊形还是一般形？开形还是闭形（2分）？

     特殊形；开形

                                                                        

                                                                        

2、分别写出下图所示单位平行六面体中面网及行列符号（4分）

     

         ⑴                           ⑵                        ⑶                       ⑷

       (10)                        (1)                     []                     [10]

                                    

3、下面各属于什么类型的结晶学符号？含义是什么？（5分）

1Oh：对称型的圣佛利斯符号，代表3L44L36L29PC。

2Pmm2：空间群的国际符号，斜方原始格子，属于L22P（或mm2）对称型。

3m：对称型的国际符号，表示L33L23PC。

4｛l00｝：单形符号，在等轴晶系中代表立方体，四方晶系中代表四方柱，低级晶族中代表单面和平行双面。

5（110）：晶面符号，代表四轴定向晶体中垂直U轴、平行Z轴的晶面。

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4、具有下列对称型的晶体应该如何选择、安置晶轴？晶体几何常数有何特点？（5分）

(1)L22P：以L2 为Z轴，2P法线为X、Y轴。晶体几何常数：a≠b≠c，α=β=γ=90°。

(2)C：以三根合适显著的晶棱方向作为X、Y、Z轴。安置晶轴时，使Z轴直立，使Y轴左右并向右下方倾斜，此时，X轴位于前后方向并向前下方倾斜。晶体几何常数：a≠b≠c，α≠β≠γ≠90°。

(3)Li63L23P：以Li6为Z轴，以与Z垂直且彼此成60°角相交的3L2为X、Y、U轴。晶体几何常数：a=b≠c，α=β=90°，γ=120°。

(4)L2PC：以L2为Y轴，以两根均垂直Y轴的合适晶棱方向为X、Z轴。安置晶轴时，使Z轴直立，Y轴左右水平，X轴前后并向前下方倾斜。晶体几何常数：a≠b≠c，α=γ=90°，β>90°。

(5)3L44L36L2：以互相垂直的3L4为X、Y、Z轴。晶体几何常数：a =b=c， α=β=γ=90°

                           

                                                            

5、CsCl的晶胞如右图所示 ，Cl-位于立方晶胞中心，Cs+位于8个角顶。（4分）

⑴配位数：Cl-：8；Cs+：8

⑵空间格子类型：立方原始格子

⑶单位晶胞中的分子数：Z=1。

      

⑷Cl-离子和Cs+离子的坐标：

       Cl-：1/2,1/2,1/2

 Cs+：0,0,0

6、金红石（TiO2）的晶体结构中，Ti4+充填在O2-形成的八面体空隙中。（4分）

（1）计算Ti4+分配给八面体角顶上的每一个O2-的静电键强度。

e.v. = Z+/CN=4/6=2/3

（2）确定结构中每一个O2-所连接的[TiO6]八面体的数目。

Z-= n e.v.，n=Z- / e.v. = 2÷2/3 =3

      每一个O2-所连接的[TiO6]八面体的数目为3个。

7、已知在钛铁尖晶石（NiFe2O4）晶体结构中，O2-成立方最紧密堆积，过渡元素离子Fe3+(电子构型为d5)和Ni2+(电子构型为d8)充填孔隙。（6分）

 

（1）求出3种阳离子在八面体场和四面体场中的晶体场稳定能。

Ni3+：εo=3/5△o×2－2/5△o×6= -6/5△o；εt =2/5△t×4－3/5△t×4=-4/5△t= -16/45△o；

Fe3+：εo=3/5△o×2－2/5△o×3=0；     εt =2/5△t×3－3/5△t×2=0

（2）比较3种阳离子的八面体择位优先能OSPE值，分析确定：占据八面体空隙的为那些阳离子？占据四面体空隙的为何种阳离子？

Ni2+： OSPE=54/45△o－16/45△o=38/45△o

Fe3+： OSPE=0

占据八面体空隙的为Ni2+ 和Fe3+ ，占据四面体空隙的为Fe3+。

（3）钛铁尖晶石的结构为正尖晶石型还是反尖晶石型？

反尖晶石型

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