文档介绍：材料科学导论作业第一章材料科学概论 1. 氧化铝既牢固又坚硬而且耐磨,为什么不用来制造榔头? [答]因为 Al 2O 3的耐震性不佳,且脆性较高,不适合做榔头的材料。 2. 将下列材料按金属、陶瓷、聚合物或复合材料进行分类: 黄铜、氯化钠、环氧树脂、混凝土、镁合金、玻璃钢、沥青、碳化硅、铅- 锡焊料、橡胶、纸杯[答]金属有黄铜、铅-锡焊料、镁合金。陶瓷有氯化钠、碳化硅。聚合物有环氧树脂、橡胶、沥青、纸杯。复合材料有混凝土、玻璃钢。 3. 下列用品选材时, 哪些力学性能和物理性能具有特别重要性: 汽车曲柄轴、电灯泡灯丝、剪刀、汽车挡风玻璃、电视机荧光屏[答]汽车曲柄轴的疲劳寿命最为重要。电灯泡灯丝的熔点需高,其发光性能要强。剪刀的刀刃的硬度要强。汽车挡风玻璃的光的穿透性要强。电视机荧光屏光学的颜色及其他穿透性各种光学特性极重要。 4. 什么是纳米材料?纳米材料有哪些效应?请举例说明。[答]通常把粒子尺寸小于 μm(10nm )的颗粒称为纳米材料纳米材料有以下效应: ⑴小尺寸效应⑵表面效应⑶量子尺寸效应⑷宏观量子隧道效应举例略第二章原子结构 1. 原子序数为 12的 Mg 有三个同位素: % 的 Mg 原子有 12 个中子, % 的 Mg 原子有 13 个中子, % 的 Mg 原子有 14 个中子,计算 Mg 的原子量。[答]M= × (12+12)+ × (12+13)+ × (12+14) = g/mol 2. 试计算原子 N 壳层内的最大电子数,若K、L、M和N 壳层中所有的能级都被填满, 试确定该原子的原子序数。[答]N 壳层内最大电子数为 2×4 2=32 。但考虑能级交错: N 壳层内刚刚达到最大电子数时的电子排布为:1s 22s 22p 63s 23p 64s 23d 104p 65s 24d 105p 66s 24f 14, 该原子的原子数为 70。(本题目书上原解: N壳层中电子最多有 2+6+10+14 =32个, K、 L、 M、 N壳层中电子共有 2+8+18+32 =60个,故原子序数为 60。) 3. 试计算原子 O 壳层内的最大电子数,并定出 K、 L、 M、 N和 Q 壳层中所有能级都被填满时的原子序数。[答]O 壳层内最大电子数为 2×5 2=50 。但考虑能级交错: O 壳层内刚刚达到最大电子数时的电子排布为: 1s 22s 22p 63s 23p 64s 23d 104p 65s 24d 105p 66s 24f 145d 106p 67s 25f 146d 105g 18, 该原子的原子数为 130 。( 本题目书上原解: O 壳层中电子最多有 2+6+10+14+18 =50个, K、 L、 M、 N、 O壳层中电子共有 2+8+18+32+50 = 110 个,故原子序数为 110 。) 4. 试说明四种原子结合力并举例说明。[答] 金属键:由金属中的自由电子与金属正离子相互作用所构成的键合称为金属键。其基本特点是电子的共有化,无饱和性,无方向性。例如: Hg 、 Al、 Fe、 W。离子键:金属原子将最外层家电子给予非金属原子成为带正电的正离子,非金属原子得到价电子后成为带负电的负离子,正负离子依靠静电引力结合在一起。其基本特点是以离子而不是以原子为结合单元。大多数盐类、碱类和金属氧化物主要以离子键的方式结合,例如: NaCl 、 MgO 。共价键:共价键是由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。共价键有方向性和饱和性。氢分子中两个氢原子的结合是最典型的共价键。其它例如: Si、 C(金刚石)。范德华(Van der Waals) 力:包括静电力、诱导力和色散力,没有方向性和饱和性。例如: Ar 、 Cl 2。 P36 习题 2.⑴ 1s 22s 22p 63s 23p 63d 74s 2过渡元素 Co ⑵ 1s 22s 22p 63s 23p 6惰性元素 Ar ⑶ 1s 22s 22p 5卤素元素 F ⑷ 1s 22s 22p 63s 2碱土元素 Mg ⑸ 1s 22s 22p 63s 23p 63d 24s 2过渡元素 Ti ⑹ 1s 22s 22p 63s 23p 64s 1碱金属 K 3. 镧系稀土族元素的电子排列特点是 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p64d 104f 1~14 5s 25p 66s 2 ,这些元素的核外电子依次填入 4f 态,而外层电子数没有变化,因此这些元素具有几乎相同的化学性质,将他们划为一组元素而放入周期表的一格。 ,也是靠原子(或分子、原子团)的偶极吸引力结合起来的,但是氢键中氢原子