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1、固体化学固体化学填空题1什么是固体化学？参考答案：固体化学是研究固体物质的制备、组成、结构、性质和反应的化学分支学科。它是无机化学、固体物理、晶体结构和材料科学等多门学科的交叉领域，已成为当前无机化学学科中一个十分活跃的新兴分支学科。填空题2按照材料的化学组成来分类，固体材料可以分成哪几类？参考答案：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料。填空题3按照材料组成的有序程度来分类，固体材料可以分成哪几类？参考答案： 晶态：固体具有长程有序的点阵结构，如氯化钠、硫化锌、砷化锌等，其中的组成原子或基元是处于按一定格式空间排列的状态。非晶态：固体的结构类似液体，只在几个原子间距的量程范围内或

2、者说原子在短程处于有序状态，而长程范围原子的排列没有一定的格式，如玻璃和许多聚合物。 填空题4举例说明何谓共价晶体？何谓分子晶体？二者在电学性质上有什么本质的区别？参考答案： 共价晶体：组成原子之间靠共价键结合，键有方向性和饱和性，如硅、InSb、PbTe。分子晶体：组成分子之间靠范德华力结合，键能低。如Ar，H2、CO2。 填空题5当今导致重大科学与技术进步的五大实验技术手段是什么？参考答案：激光技术、核磁共振、同步辐射、质谱、超高压技术。填空题6什么是软化学合成？参考答案：软化学合成方法：它力求在中低温或溶液中使反应起始物在分子状态上均匀混合，进行可控的反应步骤，经过生成前驱体或中间体，最

3、后生成具有指定组成、结构和形貌的材料。填空题7晶体中可以存在多少个晶系？多少个空间群？多少个点阵？参考答案： 7个晶系，230个空间群，14个点阵。 填空题8简述气相传输反应和化学气相沉积法（CVD）的区别。参考答案：用于气相传输反应的试剂不参与总体的化学反应，而在CVD中，气相试剂既充当传输的作用，有参与了化学反应。填空题9单晶与多晶的主要区别是什么？参考答案：单晶在长程范围内具有平移周期性。填空题10控制单晶大小和纯度的主要因素是什么？参考答案： 控制单晶大小和纯度的主要因素是成核和生长。1.如果成核速度慢，而生长速度块，就会得到大的晶体。2.如果成核速度快于生长速度，就会得到小的单晶，甚

4、至多晶。 填空题11怎样以较慢的速度来控制晶核的出现？参考答案： 利用下列中的一种或几种方法的同时使用，可以控制晶核以较慢的速度出现：A.减慢熔体的冷却；B.温度剃度的使用；C.晶种的使用。 填空题12薄膜生长的主要方法有哪些？参考答案： 1.化学气相沉积（CVD），2.真空蒸发，3.激光蒸发，4.溅射，5.分子束6.外延（MBE），7.液相外延（LPE）。 填空题13如果按物理本质来划分，主要有哪五大类鉴定手段？参考答案：衍射学、化学分析、显微学、热分析和光谱学。填空题14通过粉末衍射可以得到哪些信息？参考答案： A.已知相数目和成分；B.晶胞大小和晶系；C.晶体结构；D.晶粒大小。 填空题

5、15粉末衍射可以检测到的最低含量为多少？参考答案：粉末衍射可以检测到的最低含量通常为样品总体积的0.55%。填空题16扫描电子显微镜（SEM）的主要用途是什么？参考答案：确定样品的形貌和颗粒大小。填空题17TGA是那种分析技术的缩写？通过TGA可以获得哪些信息？参考答案： TGA：ThermogravimetricAnalysisTGA用于检查不同温度下样品重量的变化。可以在以下几方面应用：A.是否存在结晶水及其数量；B.检测氧的含量；C.确定化学分解反应。 填空题18发生衍射的主要辐射源有哪些？参考答案： A.含有灯丝的封闭的X射线管；B.转动的阳极；C.同步辐射；D.核反应堆；E.电子枪。

6、 填空题19面心立方格子与简单立方格子的主要区别是什么？参考答案：在面心立方格子中，所有原子都是相同的，它们分别在顶角和面心的位置。在简单立方格子中，不同的原子分别处于顶角和体心的位置。填空题20简述NaCl结构的主要特点。参考答案： NaCl结构也叫岩盐结构。特点如下：1.CCPCl-withNa+inallOctahedralholes2.Lattice：fcc3.Motif：Clat（0，0，0）；Naat（1/2，0，0）4.4NaClinunitcell5.Coordination：6：6（octahedral）6.Cationandanionsitesaretopologicall

7、yidentical 填空题21晶体结构中的缺陷按照几何形态分类可以分为哪几类？参考答案： 点缺陷、线缺陷、面缺陷 更多内容请访问睦霖题库微信公众号填空题22试述尖晶石和反尖晶石结构的主要特点。参考答案： 填空题23线缺陷与材料的哪些性质有关？参考答案：线缺陷的产生及运动与材料的韧性、脆性密切相关。填空题24面缺陷与材料的哪些性质有关？参考答案：面缺陷的取向及分布与材料的断裂韧性有关。填空题25按照形态，纳米材料可以分为哪四类？参考答案： 1.纳米颗粒型材料2.纳米固体材料3.纳米膜材料4.纳米磁性液体材料 填空题26纳米材料的制备方法有哪三大类？参考答案： 1.气相法2.液相法3.高能球磨法

8、 填空题27纳米材料的热学特性是什么？参考答案： （1）熔点低（2）烧结温度低（3）非晶纳米微粒的晶化温度低于常规粉体 填空题28测定纳米材料粒径大小的主要方法有哪些？参考答案： 1.透射电镜观察法（TEM观察法）2.X射线衍射线线宽法（谢乐公式）3.比表面积法4.X-射线小角散射法5.拉曼（Raman）散射法6.光子相关谱法（粒度分布仪） 填空题29现代功能材料学科是如何就单晶材料进行分类的？参考答案： 1、半导体晶体：硅、锗；砷化镓、磷化铟；碳化硅、氮化镓等2、光功能晶体：激光晶体：YAG、蓝宝石等；非线性光学晶体：LBO、-BBO等；光折变晶体：SBN、LN：Fe、BSO等；闪烁晶体：B

9、GO、CsI：Tl、PWO等3、电功能晶体压电晶体：水晶、LBO、LN、LT等；铁电晶体：LN、LT、SBN、PMNT等；热释电晶体：LN、LT、SBN等介电晶体：云母等。4、其它晶体金刚石、水晶、蓝宝石等。晶体与其他物质相互作用时，产生各种各样的特殊效应，可以制成各种电、磁、光、热与力等敏感功能器件。因此它可以分为：（1）光功能晶体：如激光晶体、YAG、蓝宝石；非线性光学晶体：KDP、BBO、LBO等；光折变晶体（2）电功能晶体：如闪烁晶体、BGO、PbWO3；压电材料、铁电材料、热释电材料及介电材料。（3）声光晶体：TeO2、PbMoO4（4）磁光晶体：如钇铁石榴石、钆镓石榴石（4）半导体

10、晶体：GdAs、HgS（5）其他晶体：金刚石、水晶单晶材料可分为激光晶体、非线性光学晶体、闪烁晶体、磁光晶体、声光晶体、电光晶体、压电晶体、热释电晶体、铁电晶体、光折变晶体、以及半导体晶体和超导晶体。 填空题30试简述压电晶体的相关物理效应基础，压电晶体材料在现代电子信息技术领域有哪些主要应用？参考答案：有一类十分有趣的晶体，当你对它挤压或拉伸时，它的两端就会产生不同的电荷。这种效应被称为压电效应。能产生压电效应的晶体就叫压电晶体。水晶（-石英）是一种有名的压电晶体。压电晶体的物理效应基础是压电效应，即在被挤压或拉伸时，它的两端就会产生不同的电荷。压电晶体广泛应用于无线电技术（如彩色电视机等许

11、多电器设备中的滤波器）；石英电子表中的核心部件石英振子；研究蒸汽机、内燃机及各种化工设备中压力的变化，甚至可以测量管道中流体的压力、大炮炮筒在发射炮弹时承受的压力以及炸弹爆炸时的瞬时压力等；压电晶体还广泛应用于声音的再现、记录和传送（如手机，麦克风，扬声器等），安装在麦克风上的压电晶片会把声音的振动转变为电流的变化。声波一碰到压电薄片，就会使薄片两端电极上产生电荷，其大小和符号随着声音的变化而变化。这种压电晶片上电荷的变化，再通过电子装置，可以变成无线电波传到遥远的地方。这些无线电波为收音机所接收，并通过安放在收音机喇叭上的压电晶体薄片的振动，又变成声音回荡在空中。是不是可以这样说，麦克风中的

12、压电晶片能“听得见”声音，而扬声器上的压电晶体薄片则会“说话”或“唱歌”。填空题31试比较硅酸盐玻璃与硼酸盐玻璃在结构与性能上的差异。参考答案： 硅酸盐玻璃是指SiO2与另一种氧化物在一起，其中硅以SiO4四面体形式存在，其结构和性质在极大程度上取决于第二种氧化物的本性。向SiO2中加入外来氧离子时，Si-O-Si桥状连接便被打断而生成非成桥的氧离子，当氧离子含量进一步增多时，氧化硅网络结构就更多地打开，熔体变得更易流动，热膨胀系数稳步增长，其冷却时失透的倾向也增大。硼酸盐玻璃的重要组成物质是B2O3，B2O3玻璃体中含有BO3三角形单元，在硅酸盐玻璃中依组成的不同而含有BO3三角和BO4四面

13、体的混合物。玻璃态B2O3中一个重要的组成是硼氧基团：即由交替的硼原子和氧原子组成的平面六元环，这些基团通过成桥氧原子连接起来成为三维网络结构。由于硼的平面状配位，与硅在SiO2中的四面体配位相比，玻璃态B2O3具有更开放的结构，熔融的B2O3比熔融SiO2较易流动。但是向玻璃态B2O3中加入碱金属氧化物所产生的结果颇不同于相应的碱金属硅酸盐，随着碱金属氧化物含量的增大，熔体黏度和热膨胀系数会在某处出现极大和极小值，这种现象称为硼酸盐玻璃的氧化硼反常现象。 填空题32简述溶胶凝胶法的基本原理，兼评述溶胶凝胶法的特点。参考答案： 金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低温热处理而生成纳米粒子。

14、其特点反应物种多，产物颗粒均一，过程易控制，适于氧化物和族化合物的制备。溶胶凝胶法的化学过程首先是将原料分散在溶剂中，然后经过水解反应生成活性单体，活性单体进行聚合，开始成为溶胶，进而生成具有一定空间结构的凝胶，经过千燥和热处理制备出纳米粒子和所需要材料。简单的讲，溶胶凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。由金属有机物或无机物的溶液为初始物，在较低温度

15、下，通过在溶液中发生水解、聚合等化学反应，先生成溶胶（SOL），再生成具有一定空间结构的凝胶（GEL），然后经过热处理，制备出各种无机材料或复合材料优点原料被分散在溶剂中而形成低黏度溶液，可以在很短时间内获得分子水平上的均匀性，在形成凝胶时，反应物之间能在分子水平上被均匀地混合，容易均匀定量地进行功能基团掺杂，实现分子水平上的均匀掺杂。通常认为溶胶凝胶体系中组分扩散是在纳米范围内，而固相反应时组分扩散是在微米范围内，溶液中化学反应更易进行，仅需较低合成温度，选择合适的条件可以制备出各种新型材料，特别是各类新型功能材料。缺点须用到金属醇盐等价格较贵、可能有害的原料。溶胶-凝胶制备过程很长，特别是

16、溶胶陈化时间长。凝胶中存在大量微孔，经热处理易于产生开裂。溶胶凝胶法与其它方法相比具有许多独特的优点：（1）由于溶胶凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液，因此，就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性，在形成凝胶时，反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。（2）由于经过溶液反应步骤，那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素，实现分子水平上的均匀掺杂。（3）与固相反应相比，化学反应将容易进行，而且仅需要较低的合成温度，一般认为溶胶一凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内，而固相反应时组分扩散是在微米范围内，因此反应容易进行，温度较低。（4）选择合适的条件可以制备各种新型材料。溶胶一

17、凝胶法也存在某些问题：首先是目前所使用的原料价格比较昂贵，有些原料为有机物，对健康有害；其次通常整个溶胶凝胶过程所需时间较长，常需要几天或儿几周：第三是凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物，并产生收缩。 填空题33述纳米粒子的奇异特性以及造成这些特性的原因。参考答案： （1）比表面积特别大由于比表面特别大，表面张力也很大，对其内部会产生很高的压力，从而使微粒内部的原子间距比块体材料要小。（2）熔点降低由于颗粒小，纳米微粒表面能高、比表面原子数多，这些表面原子近邻配位不全，造成活性较大，以及纳米微粒体积远小于大块材料，因此纳米粒子熔化时所增加的内能小得多。（3）磁性变化纳米

18、粒子通常处于单磁畴结构，抗磁力Hc增大，即使不磁化也是永久磁体。当抗磁性物质纳米化后可变为顺磁性。当纳米颗粒达到足够小时，物质则呈现出超顺磁性，磁性超细微颗粒具有高的矫顽力（4）光学性质宽频带强吸收：纳米金属粉末通常呈现黑色蓝移现象：当纳米粒子的粒径与玻尔半径以及电子的德布罗意波长相当时，它的光吸收就发生各种各样的“蓝移”现象。新谱带的产生：纳米微粒通常会出现了常规材料不易出现的新谱带（5）超导性随着粒径的纳米化，超导临界温度Tc逐渐提高。（6）离子导电性（7）低温下热导性好（8）比热容增加（9）化学反应性能提高随着粒径减小，表面原子数迅速增加，表面能增加的同时，表面原子配位不足，从而导致表面

19、原子有很高的化学活性，极不稳定，很容易与其他原子结合，从而进行多种化学反应（10）催化性能纳米粒子的比表面积大，表面活化中心多，故催化效率高（11）力学性能一方面，颗粒尺寸小于50nm的软金属，位错源在通常应力下难以起作用，从而使得金属强度增大。另一方面，由于纳米粒子具有很大的比界面，而界面的原子序列是相当混乱的，这就导致了原子在外力作用下容易迁移，从而使其表现出很强的韧性及延展性造成上述现象的原因可归结于以下四个方面的纳米效应：（1）表面与界面效应；（2）小尺寸效应；（3）量子尺寸效应；（4）宏观量子隧道效应。 填空题34 如下文献报道了CuI微晶掺杂硼硅酸盐玻璃的制备与光学性质，结合阅读文

20、献简答以下问题：文献：HongbingChen，CongshanZhu，BaolongYu，HaiheLu，FuxiGan.PreparationandopticalpropertiesofCuI microcrystallitedopedborosilicateglasses，Non-crystallineSolids，2000，262：28 简述制备CuI微晶掺杂硼硅酸盐玻璃的物理化学过程。参考答案： 采用可分相的Na2OAl2O3B2O3SiO2系为基础玻璃，以CuOSnO、NaI为原料分别引入Cu+、I-，成功地制备出CuI微晶掺杂硼硅酸盐玻璃。采用高温熔融法：按比例配制粉料高纯石英砂

21、，化学纯NaCO3、H3BO3、Al2O3、CuO、NaI、SnO、AlF3、3.5H2O。在1100-1300下，将原料分三次加入刚玉坩埚预烧；在1300-1400下经2h熔制，并充分搅拌。停止搅拌使玻璃液在1400-1420下澄清1h，然后出炉浇铸。稍冷，将玻璃置于退火炉内，在580下保温2h后，使玻璃随炉降温至室温，取出玻璃无色，透明。 填空题35运用非均相成核理论来分析区熔法中界面形状对晶体生长的影响。参考答案：在区熔法制备单晶的过程中，固液界面的形状对杂散晶核的形成产生一定的影响。固态在接近器壁处温度较内部低，固液界面凸向固方，90，非均匀成核的杂散晶核容易形成，单晶生长被干扰。，界

22、面越凸向固方，干扰。为生长优质单晶，必须抑制杂散晶核的产生，使单晶生长占主导地位，应大于或等于90，界面呈平直状或凸向液方。填空题36试述提拉法生长晶体的优缺点及其适用范围。参考答案： 提拉法是一种利用籽晶从熔体中提拉出晶体的生长方法主要优点：（1）直观：利于及时掌握生长情况，控制生长条件。在生长过程中，可以方便地观察晶体的生长状况（2）晶体不与坩埚接触，没有壁寄生成核和胁迫应力。晶体在熔体的自由表面处生长，而不与坩埚相接触，这样能显著减小晶体的应力并防止埚壁上的寄生成核；（3）使用优质定向籽晶和缩颈技术，减少晶体缺陷。可以方便地使用定向籽晶和“缩颈”工艺，以得到完整的晶体和所需取向的晶体（4

23、）能以较快速度获得高质量优质单晶。能够以较快的速率生长较高质量的晶体，例如，提拉法生长的红宝石与焰熔法生长的红宝石相比，具有较低的位锗密度，较高的光学均匀性，也没有嵌镶结构。缺点：（1）密闭性不好，组分挥发严重，影响晶体的均匀性。（2）坩埚材料对晶体可能产生污染（3）熔体的液流作用、传动装置的振动和温度的波动都会对晶体的质量产生影响。适用范围若存在以下情形，则难以采用熔体法进行晶体生长（1）材料在熔化后不分解；（2）需同成分熔化的材料；（3）材料在熔化前不升华，在熔点处蒸气压不太高；（4）不存在故态相变（脱溶沉淀和共析反应）破坏性相变；（5）熔点不太高；（6）生长条件和必须进入晶体的某种掺杂相

24、容。 填空题37在提拉法晶体生长中，为了控制所生长单晶的直径，应如何调节晶体生长条件？参考答案： 填空题38在提拉法晶体生长中，晶体旋转对晶体生长有什么影响？参考答案： 1.改变转速可改变晶体直径：通常增大转速，晶体直径减小；转速减小，则晶体直径增大。晶体旋转还可改变熔体流动状态。搅拌熔体，有利于溶质均匀化，改变熔体中的温场；提高温场径向对称性，不对称温场也能长出几何对称晶体；改变熔体中液流状态，直接影响热量传输；改变界面形状，随转速增大，界面形状由凸平凹；2.影响液流稳定性：转速增大，液流稳定性降低。 填空题39溶液法晶体生长中，选择溶剂的主要依据是什么？参考答案： 溶剂的性质和选择（1）对

25、溶质有足够大的溶解度（1060）。（2）合适的溶解度温度系数，其值不宜太大，最好为正。（3）有利于晶体生长，溶质易从其结构相似的溶剂中析出。（4）纯度高、稳定性好，不能与溶质、容器发生反应。（5）价格低、安全、毒性小。根据实践对理想溶剂提出如下要求：（1）熔点低；（2）对欲生长晶体组成有较高溶解度53%（重量）/10；（3）使用温度下挥发性要低；（4）溶剂在晶体中溶解度要低，易于与晶体分离；（5）溶剂粘度要低；（6）与坩埚材料不易发生反应，毒性小。 填空题40试述控制晶体生长。参考答案： 在生长过程中要让溶液自始至终处于业稳区并保持适当的过饱和，须控制好降温速度和蒸发速率。1.决定降温速率的工

26、艺因素是：A.晶体允许的生长的速度。B.溶解度温度系数C.溶液体积（V）和晶体生长表面积（S）之比2.晶体的取出：晶体生长完毕后，降至室温后方可把晶体取出，以防温差过大引起晶体开裂。 填空题41什么叫化学输运和化学蒸气淀积，它们之间有何区别？参考答案： 化学输运：借助适当气体介质与欲生长物（源物质）发生反应而生成一种气态化合物，这种气态化合物在淀积区发生逆向反应，使源物质重新淀积出来。其中气体输运介质叫做输运剂，所形成的气态化合物叫做输运形式。化学蒸气淀积：利用气态或蒸汽态的物质在气相或气固界面上反应生成固态沉积物的技术。通过两种或多种汽相反应物在一热衬底上相互反应完成。主要有以下类型：1.热

27、解法：主要用于制备金属、半导体、绝缘体等材料。2.卤化物还原：主要用于生长元素晶体，特别是硅和锗。两种或更多种挥发物质进行化学反应，生成所需淀积化合物，可在远低于物质熔点或升华温度下生长晶体，因而可用于高熔点物质或高温分解物质的单晶制备。 填空题42试述固体结构中点缺陷的类型，并以通用的表示方法写出固体中各种点缺陷的表示符号。参考答案： 点缺陷的类型：1.空位缺陷：VM表示M原子占有的位置，在M原子移走后出现的空位。VNa表示在晶体中取走钠离子晶格中多了一个电子，形成带负电的空位VNa，同理VCl表示一个带正电荷的空穴。2.填隙原子：Mi表示M原子进入间隙位置；3.错位原子：MX表示M原子占据

28、了应是X原子正常所处的平衡位置；4.杂质原子：LM表示溶质L占据M的位置；5.自由电子及电子空穴：有些情况下，价电子在光、电、热的作用下可以在晶体中运动，原固定位置称作自由电子，用e表示；同样出现缺少电子，而出现电子空穴，不属于某个特定的原子位置，用h表示；6.带电缺陷：如Ca2+取代Na+Ca-Na，Ca2+取代Zr4+Ca”Zr；7.缔合中心：把发生缔合的缺陷用小括号表示。 填空题43简述影响固溶体形成的主要因素。参考答案： （1）离子大小；相互取代的离子尺寸越接近，就越容易形成固溶体；原子半径相差越大，溶解度越小。（2）晶体的结构类型；形成连续固溶体，两个组分应具有相同的晶体结构或化学式

29、类似。（3）离子电价；离子价相同或离子价态和相同，可形成连续固溶体。（4）电负性电负性相近，有利于固溶体的形成，电负性差别大，趋向生成化合物 填空题44分析碱金属卤化物被各种射线辐照后着色的原因。参考答案：在碱金属卤化物中，总是存在着肖特基缺陷，即存在正、负离子空位对，这些正、负离子空位对上带有相反符号的电荷。空位对本身并不能使晶体着色。在用射线对晶体照射时，卤离子空位俘获一个电子便变成F心。F心的吸收光谱是由于处于F心的电子从基态到第一激发态的跃迁而形成。这就是碱金属卤化物被各种射线辐照后着色的原因。填空题45固相反应有哪些特点？参考答案： （1）与大多数气、液相反应不同，固相反应为非均相反

30、应，其中参与反应的固相间相互接触是反应物间发生化学作用和物质输送的先决条件。（2）固相反应开始温度常常远低于反应物的熔点或系统低共熔温度。通常相当于一种反应物开始呈现显著扩散作用的温度，这个温度称为泰曼温度或烧结温度（3）当反应物之一存在有多晶转变时，则此转变温度也往往是反应开始变得显著的温度，这一规律称为海德华定律。（4）不存在反应物浓度的概念。因为参与反应的组分原子或离子不能自由地运动，而是受到晶体内聚力的限制，它们参加反应的机会是不能用简单的统计规律来描述的。（5）在固相反应中，物质和能量的传递是通过晶格振动、缺陷运动和离子与电子的迁移来进行的。 填空题46影响固相反应的因素有哪些？参考答案： 由于固相反应过程涉及相界面的化学反应和相内部或外部的物质输送等若干环节