材料化学复习资料

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第一章晶体学基础

一．选择

1. 下面哪些是同质多晶（BCD ）。

A. Fe2O3

B. 石墨

C. 金刚石

D. 石墨烯

E. Fe3O4

2. 下面哪些是类质同晶（AC ）。

A. CaS

B. TiO2

C. NaCl

D. Fe2O3

E. Fe3O4

3. 点缺陷包括哪些（ABCDE ）。

A. 空位

B. 杂质原子

C. 间隙原子

D. 错位原子

E. 变价原子

4. 晶体缺陷按几何形式分为哪些（ACDE ）。

A. 点缺陷

B. 杂质缺陷

C. 线缺陷

D. 面缺陷

E. 体缺陷

5. 晶体中的点缺陷按形成原因可分为（CDE ）。

A. 空位

B. 间隙质点

C. 本征缺陷或热缺陷

D. 非本征缺陷或杂质缺陷

E. 非化学计量比缺陷

二．名词解释

1. 晶体：一种内部粒子（原子、分子和离子）或粒子集团在空间按一定规律周期性重复排列而成的固体。

2. 肖特基缺陷：一对正负离子同时离开其平衡位置而迁移到晶体表面上，在原来的位置形成一对正负离子空位，这种正负离子空位并存的缺陷叫肖特基缺陷。

3. 弗伦克尔缺陷：当晶体热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置而挤到晶格点的间隙中，形成间隙原子，而原来位置上形成空位，这种缺陷称为弗伦克尔缺陷。

4. 材料：人类社会所能够接受的经济地制造有用器件的物质（可以用来制造有用的构件、器件或物品的物质）。

5. 空间点阵：表示晶体结构中各类等同点排列规律的几何图形（表示晶体内部结构中质点重复规律的几何图形）。

6. 晶向：空间点阵的结点可以看成是分列在一系列相互平行的直线上，这些直线系称为晶列，同一个格子可以形成方向不同的晶列，每一个晶列定义了一个方向，称为晶向。

7. 晶面：空间点阵的结点可以从各个方向被划分为许多组平行且等距的平面点阵，这些平面点阵所处的平面称为晶面。

8. 点群：晶体结构中所有点对称要素（对称面、对称中心、对称轴和旋转反演轴）的集合。

9. 空间群：是指一个晶体结构中所有对称要素集合。

10. 晶面指标：晶面指标（hkl）是平面点阵面在三个晶轴上的倒易截数之比，它是用来标记一组互相平行且间距相等的平面点阵面与晶轴的取向关系的参数。

11. 单晶：一块固体基本上为一个空间点阵所贯穿，称为单晶。

12. 双晶：同一种晶体中的两部分或几部分相互之间不是由同一点阵所贯穿，但它们却有规则地连生在一起形成的晶体。

13. 多晶：由许多很小的不同的取向的单晶体（约为微米粒度）聚集而成的固体。

14. 点缺陷：发生在晶格中一个原子尺寸范围内的一类缺陷。

15. 线缺陷：缺陷只在一个方向上延伸，或称一维缺陷，主要是各种形成的位错，是晶格中缺少一列粒子而形成线缺陷。

16. 面缺陷：晶体内部偏离周期性点阵结构的二维缺陷。

17. 本征缺陷：是由于渗入杂质，扰乱了晶体结构严格的周期性而产生的。

三．简答题

1. 举例说明同质多晶和类质同晶的区别。

同质多晶：同一化合物存在两种或两种以上不同的晶体结构形式的现象（金刚石、石墨）。

类质同晶：两个或多个化合物（或单质）中，如果化学式相似，晶体结构形式相同，并能互相转换的现象（CaS和NaCl同属于NaCl结构）。

2. 简述材料化学的定义和内涵。

材料化学是研究材料的制备，组成，结构，性质及其应用的一门科学。材料科学的深入发展，为科学研究开辟了一个新的研究领域，促进了作为应用化学前沿领域的材料化学的形成；而高技术产业及国防建设对新材料的要求，为材料化学的发展提供了新的机遇。

3. 晶体的点缺陷中，两类典型的热缺陷是什么。各自有什么特点。

肖特基缺陷特点：离子晶体中的肖特基缺陷是等量的正离子空位和负离子空位成对出现。弗伦克耳特点：间隙质点与空位总是成对出现，正离子弗仑克尔缺陷和负离子弗仑克尔缺陷之间没有直接联系，离子晶体中的Frenkel 缺陷一般是正离子空位和间隙正离子。

4. 试叙述划分正当点阵单位所依据的原则。

在照顾对称性的条件下，尽量选取含点阵点少的单位作正当点阵单位。

5. 平面点阵有哪几种类型与型式。

平面点阵可划分为四种类型，五种形式的正当平面格子：正方，六方，矩形，带心矩形，平行四边形。

6. 点阵和晶体的结构有何关系。

晶体结构中的每个结构基元可抽象成一个点，将这些点按照周期性重复的方式排列就构成了点阵。点阵是反映点阵结构周期性的科学抽象，点阵结构是点阵理论的实践依据和具体研究对象，它们之间存在这样一个关系：

点阵结构＝点阵＋结构基元点阵＝点阵结构－结构基元

7. 点阵和平移群之间关系。

①连接任意两点阵点所得向量必属于平移群；

②属于平移群的任一向量的一端落在与其对应的点阵中任一点阵点时，其另一端必落在此点阵中的另一点阵点上。

8. 下列哪个是点阵结构，并说明原因。

（a）（b）（c）

答C。构成点阵必须满足两个条件：点数无限多，各点所处环境完全相同。

9. 石墨分子如图所示的无限伸展的层形分子请从结构中引出点阵结构单位来，已知分子中相邻原子间距为1.42?，请指出点阵结构单元是什么？基本向量长度？基本向量之间夹角？每个结构单位中包括几个碳原子？包括几个C-C化学键?

点阵结构单元为，基本向量长度2.41?，基本向量之间夹角120 o，每个结构单元

中包含2个碳原子，包含三个C-C化学键。

10. 下图是一个伸展开的聚乙烯分子，C-C夹角约为109.5o，其中C-C化学键长为1.54?。试根据C原子的立体化学计算分子的链周期。（sin(109.5 o/2)=0.817）

因为C原子间夹角约为109.5o，所以链周期=2?1.54 ??sin(109.5 o/2)=2.51 ?。

11. 由X射线法测得下列链型高分子的周期如下，说明其物理意义。

化学式链周期

聚乙烯 2.51

聚乙烯醇 2.52

聚氯乙烯 5.1

聚偏二氯乙

4.7

烯

由题中表格可知，聚乙烯醇的链周期为2.52 ?，比聚乙烯略大，原因可能是-OH体积比H大，它的排斥作用使C原子间夹角变大，因而链周期加长，但链周期仍包含两个C原子；聚氯乙烯的链周期为5.1 ?，是聚乙烯链周期的两倍多，这说明它的链周期中包含四个C原子，原因是原子的半径较大Cl原子为使原子间排斥最小，相互交错排列。聚偏二氯乙烯链周期为4.7 ?比聚乙烯大的多，而接近于聚氯乙烯的链周期为5.1 ?，可知链周期仍包含4个C原子。周期缩短的原因是由于同一个C原子上有2个Cl原子，为使排斥能最小它们将交叉排列，即每个Cl原子在相邻2个Cl原子的空隙处。这样分子链沿C-C键的扭曲缩小了链周期。

第二章非整比化合物材料与亚稳态材料

一．选择

1. 形成液晶材料的条件有哪些（ABDE ）。

A. 分子结构形状为棒状或平面形

B. 分子有一定极性

C. 具有亲水基

D. 长度与宽度比大于4

E. 是有机物

2. 非晶态金属的性质（ABD ）。

A. 无晶界

B. 原子排列长程无序

C. 原子排列长程有序

D. 短程有序

E. 短程无序

3. 玻璃的主要成分是（ C ）。

A. 二氧化钛。

B. 三氧化二铝。

C. 二氧化硅。

D. 三氧化二铁。

E.氧化钙。

4. 非整比化合物通常可分为（ABCD ）。

A. 阴离子空位型。

B. 阳离子填隙型。

C. 阴离子填隙型。

D. 阳离子空位型。

5. 下列哪些属于n型半导体（AB ）。

A. 阴离子空位型

B. 阳离子填隙型

C. 阴离子填隙型

D. 阳离子空位型

E. 杂质空位

6. 下列哪些属于p型半导体（CD ）。

A. 阴离子空位型

B. 阳离子填隙型

C. 阴离子填隙型

D. 阳离子空位型

E. 杂质空位

7. 构成无限互溶体的条件（ABD ）。

A. 组分具有相同的结构型式

B. 组成分子半径相近

C. 组成分子中原子半径较小

D. 组成金属的电正性不能相差太多E组成金属的电正性应该相差很多

8. 下列各项不是液晶分子排列形式的是（BE ）。

A. 向列相

B. 多晶相

C. 近晶相

D. 胆甾相

E. 单晶相

二．名词解释

1. 玻璃：高温下熔融，冷却过程中黏度逐渐增大、不析晶、室温下保持熔体结构的非晶固体。

2. 材料的稳定状态：指其体系自由能最低时的平衡状态，通常相图中所显示的即是稳定的平衡状态。

三．简答题

1. 晶面交角守恒是指什么角守恒，为何守恒。

晶面交角守恒定律，即是同一种晶体的每两个相应界面间的夹角保持恒定不变的数值，若对应各相应的晶面分别引法线，则每两条法线之间的夹角（晶面夹角）也必为一个常数。这一规律完全是由于晶体具有点阵结构这一规律决定的。

2. 晶面的形状和大小为什么不守恒。晶体外形一般说受那些因素的影响。

因为晶体的大小和形状不仅受内部结构的制约，还受外部因素的影响，所以晶面的形状和大小是不守恒的。

一般说来，晶体外形除了其内部结构制约，在一定程度上还受到外因，如温度、压力、浓度和杂质的影响。

3. 解释晶体的均匀性，并说明晶体均匀和气体液体及玻璃均匀性的区别。

晶体的均匀性来源于晶体中原子排布的周期性规则，而由于周期性很小，宏观观察中分辨不出微观的不连续性。

气体、液体和玻璃也有均匀性，那是由于原子杂乱无章的分布，均匀性来源于原子无序分布的统计性规律，两者之间有着实质性的不同。

4. 什么是非化学计量化合物？试举几个常见的例子（至少三个）。

非化学计量化合物是指化合物原子数量的比例，不符合定比定律，即非简单的固定比例关系。例如化合物：Zn1+δO、KδWO3、TiO1+δ。

5. 简述晶体与非晶体间的转化特点。

非晶态是一种亚稳态，所以非晶态固体有向晶态自发转化的趋势，但当温度不够高时，非晶态中的原子（离子）的运动幅度较小，同时晶核的形成和生长都比较困难，因此非晶态向晶态的转化就不易发生。另外，非晶态向晶态的转化要经过一些中间步骤，且转变带有突变的特征，一般伴随有幅度不大的体积变化。

晶态向非晶态的转化：可以通过一些机械能，如材料表面的研磨和破碎、冲击波作用等，机械能的作用破坏晶体的长程有序。

6. 简述什么是陶瓷。

陶瓷是指通过烧结包含有玻璃相和结晶相的特征的无机材料，一般由陶土或瓷土等硅酸盐，经过成型烧结，部分熔融成玻璃态，通过玻璃态物质将微小的石英和其它氧化物晶体包裹结合而成。陶瓷包括了陶器和瓷器，陶器是多孔透气的、强度较低的产品，此其时加了釉层、质地致密而不透气的、强度较高的产品。

7. 晶体的对称性有哪些内容。

晶体的理想外形和晶体的内部结构以及晶体的物理化学性质都有特有的对称性。晶体的对称性是由于晶体的内部质点作有规则排列造成的。根据空间点阵规律，在任一晶体结构的任一行列方向上，总是存在着一系列为数无限的做周期性重复排列的等同点，这部分就表现出一种对称性。晶体外部形态的对称性是宏观对称；晶体内部也具有对称性，是微观对称。

8. 解释晶体的各向异性及形成原因。

晶体不同的方向上具有不同的物理性质。

原因：晶体内部质点的有序排列，即晶体内部原子的周期性排列所决定。

9. 简述非化学计量化合物的结构特征。

非化学计量化合物的晶格结点有空位，或含有处于间隙位置的填隙原（离）子，存在着缺陷，在组成和结构两方面显示出非化学计量的特征。

10. 晶体一般的特点是什么。

①均匀性：指在宏观观察中，晶体表现为各部分性状相同的物体。

②各向异性：晶体在不同方向上具有不同的物理性质。

③自范性：晶体物质在适宜的外界条件下能自发的生长出晶面、晶棱等几何元素所组成凸多面体外形。

④固定熔点：晶体具有固定的熔点。

⑤对称性：晶体的理想外形、宏观性质以及微观结构都具有一定的对称性。

11. 钾玻璃中K2CO3质量分数为18.4%，CaCO3质量分数为11.0%、SiO2质量分数为70.6%。计算三种氧化物的物质的量之比。若需制造5.1t钾玻璃，需用碳酸钾、石灰石和二氧化硅多少t？（原子量K-39、C-12、O-16、Ca-40、Si-28）

设钾玻璃的质量为100g，则：K2CO3质量为18.4g，为18.4/138mol；

CaCO3质量为11g，为11/100mol；SiO2质量为70.6g，为70.6/60mol。

物质的量比为：1：0.825：8.825

若制造5.1t钾玻璃则需用：K2CO3 5.1?0.184=0.94t；

CaCO3 5.1?0.11=0.561t ；SiO2 5.1?0.706=3.6t。

12. 天然或绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如，在某种氧化镍晶体中就存在这样的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍然呈电中性，但化合物中Ni和O的原子个数比发生了变化。试计算样品组成为Ni0.97O时该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。

答：设晶体中Ni3+的离子数为a，Ni2+的离子数为b。根据题意：

a+b=0.97 3a+2b=2

解得：a=0.06 b=0.91

该晶体中Ni3+/Ni2+=a/b=0.06/0.91=6/91

13. 试述晶子学说与无规则网络学说的主要观点，并比较两种学说在解释玻璃结构上的共同点和分歧。

晶子学说：认为玻璃由无数“晶子”组成，带有点阵变形的有序排列区域，分散在无定形介质中，晶子区到无定形区无明显界限。在这些模型中，人们假定其中存在着极小的有序区或微晶体，他们被无序区连接到一起。

无规则网络学说：该理论认为玻璃的结构中包含许多小的结构单位（如由中心的硅和四角的4个氧通过共价键结合而成的SiO44-四面体），这些小结构单位彼此之间可以键合成链状，或由其它金属离子沿顶角键合，连结成很不规则的三维网络。此结构缺少对称性或长程有序性，为保持电中性，每个角顶氧原子仅在两个四面体之间公用，因而该结构是颇为开敞的。

14. 试述陶与瓷的主要区别。

①烧成温度不同。陶器烧成温度一般都低于瓷器，最低甚至达到800℃以下，最高可达1100℃左右。瓷器的烧成温度则比较高，大都在1200℃以上，甚至有的达到1400℃左右。

②坚硬程度不同。陶器烧成温度低，坯体并未完全烧结，敲击时声音发问，胎体硬度较差。瓷器的烧成温度高，胎体基本烧结，敲击时声音清脆，胎体表面用一般钢刀很难划出沟痕。

③透明度不同。陶器的坯体即使比较薄也不具备半透明的特点。瓷器的胎体无论薄厚，都具有半透明的特点。

④使用原料不同。陶器使用一般黏土即可制坯烧成，瓷器则需要选择特定的材料。

⑤釉料不同。陶器有不挂釉和挂釉的两种，挂釉的陶器釉料在较低的烧成温度时即可熔融。瓷器的釉料有两种，既可在高温下与胎体一次烧成，也可在高温素烧胎上再挂低温釉，第二次低温烧成。

第三章金属材料

一．选择

1. 哪些属于黑色金属（ACE ）。

A. 铁

B. 镁

C. 锰

D. 镍

E. 铬

2. 奥氏体在723?C时碳含量是多少（ B ）。

A. 0.02%

B. 0.8%

C. 6.67%

D. 0.60%

E. 1.6%

3. 铁素体在723?C时碳含量是多少（ A ）。

A. 0.02%

B. 0.8%

C. 6.67%

D. 0.60%

E. 1.6%

4. 青铜是铜和什么金属的合金（ B ）。

A. Ni

B. Sn

C. Zn

D. Fe

E. Cr

5. 黄铜是铜和什么金属的合金（ C ）。

A. Ni

B. Sn

C. Zn

D. Fe

E. Cr

6. 哪些属于轻质金属（ABE ）。

A. 铝

B. 镁

C. 锰

D. 镍

E. 钛

7. 白铜是铜和什么金属的合金（ A ）。

A. Ni

B. Sn

C. Zn

D. Fe

E. Cr

8. 日常生活中下列物质的主要成分不属于金属的是（BE ）。

A.锅B．碗C. 钥匙 D. 防盗门 E. 花盆

9. 下列不是金属元素的是（DE ）。

A. Al

B. Fe

C. Cu

D. S

E. C

10. 关于纯铁的颜色的描述正确的是（ B ）。

A. 红色

B. 银白色

C. 黄色

D. 黑色

E. 褐色

11. 根据第二相（脆性相）的作用，可把多相合金分为（ABCD ）。

A. 脆性相以网状分布于基体的晶界上

B. 脆性相以片状分布于基体晶粒内

C. 脆性相以颗粒状分布于基体晶粒内

D. 脆性相呈弥散的质十分布于基体晶粒内

12. 纯铜的颜色是（ E ）。

A. 紫色

B. 银白色

C. 黄色

D. 黑色

E. 红色

二．名词解释

1. 合金：两种或两种以上的金属（或金属与某些非金属）经熔合后形成的具有金属特性的宏观均匀体系。

2. 金属固溶体：两种或多种金属或金属化合物相互溶解组成的均匀物相，其中组成的比例可以改变而不破坏均匀性。

3. 贮氢合金：在一定温度和氢气压力下，能多次吸收，贮存和释放氢气的材料。

4. 稀有金属：地壳中含量较少，或者比较分散。

5. 贵金属：地壳中含量少，提取困难，价格较高，相对密度大，化学性质稳定的金属。

6. 重金属：相对密度大于4.5g/cm-3的金属。

7. 钢铁：铁和碳为基本元素的合金体素的总称。

8. 钢铁金相组织：在钢铁中存在物相以一定的形状、大小和分布方式的体系称为钢铁的金相组织。

三．简答题

1. 简述固溶体分类。

按溶质原子在晶格中的位置不同可分为置换型、间隙型固溶体和缺位固溶体；按固溶度来分类：可分为有限固溶体和无限固溶体。

2. 为什么可将离子晶体的结构归于不等径圆球密堆积的问题。

离子晶体的结构多种多样，而且有的很复杂。但复杂的离子晶体结构一般都是典型的简单结构形式的变形，故可将离子晶体的结构归结为几种典型的结构形式。

3. 金属原子化热和金属熔点硬度关系。

金属的许多性质和原子化热有关，若原子化热的数值较小，这种金属的熔点较低，硬度较小，键的强度也小，反之则相反。

4. 自由电子理论。

金属中的价电子类似于理想气体分子，价电子间没有相互作用，由价电子组成的气体——“电子气”在金属晶体中受一恒定势场的作用，可以在整块晶体内自由运动，但不能超出表面。

5. 应用自由电子理论解释金属的物理化学性质。

自由电子能较“自由”地在整个晶粒内运动，使金属具有良好的导电传热性；自由电子能开吸收多种波长的光并能立即放出，使金属不透明、有金属光泽；由于自由电子的胶合作用，当晶体受到外力作用时，原子间容易进行滑动，所以能锺打成薄片，由拉成细丝，表现出良好的延展性和可塑性。

6. 构成无限互溶度所必要的条件：

①组分A和B具有相同的结构式。②组分金属的原子半径相近，两者相差不超过15%。

③组分金属的电正性不能相差太多，否则倾向于生成金属化合物。

7. 金属化合物物相的结构特征一般表现在哪两个方面。

①金属化合物的结构型式一般不同于纯组分在独立存在时的结构型式；

②在金属A与B形成的金属化合物物相中，各种原子在结构中的位置已经有了分化，它们已分为两套不同的结构位置，而两种原子分别占据其中一套。

8. 储氢合金储氢原理。

储氢合金储氢原理是可逆地与氢形成金属氢化物，或者说是氢与合金形成了化合物，即气态氢分子被分解成氢原子进入了金属之中。

9. 传统储氢方法有哪两种方法，并说明其优缺点。

一种方法是得用高压钢瓶（氢气瓶）来储存氢气，但钢瓶储存氢气的容积小，瓶里的氢气即使加压到15MPa，所装氢气的质量也不到氢气瓶质量的1%，而且还有爆炸危险。

另一种方法是储存液态氢，将气态氢降温到-253oC变为液体进行储存，但液体储存箱非常庞大，需要极好的绝热装置来隔热，才能防止液态氢不会沸腾汽化。

10. 形状记忆合金应具备的特点。

①马氏体是热弹性类型；②马氏体的形态主要通过孪晶了取向改变产生；

③母相通常是有序结构。

11. 用能带理论说明金属、半导体和绝缘体的区别。

在导体中，具有导带。在外电场作用下，导带中的电子改变了在该能带不同能级间的分布状况，产生了电子流。

绝缘体的特征是只有满带和空带，而且禁带很宽。满带与空带的能级差大于5eV，一般的激发条件下，满带中的电子不能跃入空带，即不能形成导带。这就是绝缘体不能导电的原因。半导体的特征也是只有满带和空带，但满带与空带间的禁带距离很窄，一般小于3eV。在一般的激发条件下，满带中的电子较易跃入空带，使空带中有了电子，满带中有了空穴，都能参与导电。由于需克服禁带的能量间隙，电子跳跃不如导带那样容易，因而电阻率也比导体高得多。

第四章无机非金属材料

一．选择

1. 以粒子间结合力讨论晶体结构时，主要有哪些类型（ABCD ）。

A. 离子晶体

B. 共价晶体

C. 分子晶体

D. 混合键晶体

E. 原子晶体

2. van der Waals 引力是决定物质的（ABCDE ）等性质的主要因素。

A. 熔点

B. 气化热

C. 溶解热

D. 表面张力

E. 黏度

3. 按照硅氧四面体在空间的组成情况，硅酸盐结构可以分成哪几类（ABCDE ）。

A. 岛状硅酸盐

B. 组群状硅酸盐

C. 链状硅酸盐

D. 层状硅酸盐

E. 架装硅酸盐

4.下列哪些物质属于金红石型结构（ E ）。

A. CaF2

B. CsCl

C. NaCl

D. ZnS

E. TiO2

5. 下列哪些物质具有六方ZnS型晶体结构（ABCD ）。

A. AlN

B. BeO

C. ZnS

D. ZnO

二．名词解释

1. 超分子：由两种或两种以上分子以非共价键的分子间作用力结合在一起而形成的、较复杂的、有组织的缔合体，并能保持确定的完整性，具有特定的相行为和比较明确的微观结构和宏观特征。

2. 超分子自组装：一种或多种分子，依靠分子间相互作用，自发地结合起来，形成分立的或伸展的超分子。

3. 分子筛：一种天然或人工合成的泡沸石型水合铝硅酸盐的晶体，具有很空旷的骨架结构，在结构中有许多孔径均匀的通道和排列整齐内表面很大的孔穴。

4. 离子晶体：由正负离子结合在一起形成的晶体，它一般由电负性较小的金属元素与电负性较大的非金属元素生成。

5. van der Waals作用：偶极子、诱导偶极子和高级电极矩（如四极矩）间的相互用作，通称van der Waals作用。

三．简答题

1. 简述离子晶体结构的Pauling规则。

①离子配位多面体规则；②离子电价规则（静电键规则）；③配位多面体共用顶点、棱边和面规则。

2. 氢键与van der Waals力不同特点。

氢键具有饱和性和方向性。

3. 氢键的分类。

氢键可以分为分子内氢键和分子间氢键两大类。

一个分子内的X-H键和它内部的Y相结合而成的氢键叫分子内氢键。

一个分子的X-H键和另一个分子的Y相结合而成的氢键叫分子间氢键。

4. 中性有机分子中，官能团间氢键分子的形成通常有哪三个重要规则。

①所有强的给体和受体的位置全部利用；②能形成六元环的分子内氢键，优先于分子间氢键；③在规则②中没有用上的质子给体和受体将彼此形成分子间氢键。

5. 简述分子识别过程。

指不同分子间的一种特殊的、专一的相互作用。这种相互作用既能满足相互结合的分子之间的空间要求，也能满足分子间各种作用力的匹配，即在一种主体分子（或称受体分子）的特殊部位具有某些基团，正适合和另一种作用物分子（又称客体或底物分子）的基团相结合。客体分子和主体分子相遇时，相互选择对方一起成键。

6. 分析金刚石与石墨的结构，并指出哪个是绝缘体，哪个是导体。

金刚石中，C原子和相邻C原子一起形成按四面体向排布的4个C-C单键，共同将C原子结合成无限的三维骨架，C原子全部价电子都参与成键，所以纯净而完整的金刚石是绝缘体。石墨中，每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合，构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。

7. 硅酸盐的基本特征。

所有硅酸盐结构的基本特征是以SiO44-作为结构单元。四个O2-以正四面体方式配位于Si4+周围，形成硅氧四面体。硅氧离子半径比为0.4/1.35=0.3。由于Si4+离子半径小、电价高，Si-O键明显的极化，实际测得此键长为160pm，比离子半径和175pm明显短。硅酸盐结构的另一特征是一起形成有限和无限扩展的配位多核阴离子，多种形式的连接使得硅酸盐呈现出显著的多样性，同时由于其他原因引起了额外的复杂性。

8. 分子筛与普通筛子的区别。

普通筛子是小于筛也的物质可以通过，大于筛孔的物质无法通过，分子筛只能使直径比孔径小的分子进入孔穴后被吸附，大于孔径的分子进不去，从分子筛小晶粒之间的空隙通过，从而使不同大小形状的分子得以分开，起着筛选分子的作用，因而得名。

9. 分子筛中的铝硅酸根中，Al3+与Si4+均处在O2-所组成的四面体空隙中，但一般Al3+取代Si4+的数目不超过总数的一半，解释原因。

因为铝硅酸根中，若Al3+数超过Si4+数，势必在结构中出现铝氧四面体直接相连的情况，由于铝氧静电键强度弱于硅氧键，这会在结构中引入不稳定的因素使骨架强度削弱。一般硅铝酸根中，硅氧四面体与铝氧四面体是无序地按硅铝原子比交替地错开，硅铝比高的分子筛，因骨架结合较强，具有较高的耐酸性与热稳定性。

10. 影响晶体结构形式的因素。

①正负离子的相对大小（半径比R+/R-）决定正离子配位数及配位多面体的型式。

②正负离子的相对数量（组成比n+/n-）决定正负离子配位数之比及正离子所占空隙分数。

③离子的极化引起键型以及结构型式的变异。

11. 分子间的主要作用包括哪些。

荷电基团、偶极子、诱导偶极子之间的相互作用，氢键、疏水基团相互作用、π—π堆叠作用以及非键电子推斥作用等。

12. 论述金刚石、石墨、C60、碳纳米管和石墨烯的结构。

金刚石：在金刚石晶体中，C原子和相邻C原子一起形成按四面体向排布的4个C-C单键，共同将C原子结合成无限的三维骨架，可以说一粒金刚石晶体就是一个大分子。在金刚石中，C原子的全部价电子都参与成键，所以金刚石是绝缘体。

石墨：石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。

C60：C60的分子结构的确为球形32面体，它是由60个碳原子以20个六元环和12个五元环连接而成的具有30个碳碳双键（C=C）的足球状空心对称分子，所以，富勒烯也被称为足球烯。按价键结构式表达，每个C原子和周围3个C原子形成两个单键和一个双键。这个C60分子中共有60个单键和30个双键。

碳纳米管：碳纳米管按照石墨烯片的层数分类可分为：单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。单层纳米碳管的结构，可看作由石墨层围成，在管面上由六元环聚成的带围绕管面螺旋上升。单层纳米管的直径约700～2500pm，两端有封口（相当于很长的椭圆）也有不封口的。两端封口处附近由五元环和六元环组成。多层纳米碳管由几十层同心碳管组成，层间距离约340pm，多层管的直径由十几到几十纳米，中间的孔道有大有小。

石墨烯：人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的，石墨的层间作用力较弱，很容易互相剥离，形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后，这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。即石墨烯是由碳原子按六边形晶格整齐排布而成的碳单质，结构非常稳定

13. 什么是金属原子半径、离子半径、van de waals半径。

金属原子半径：用X射线衍射法可以测定金属单质的结构，从金属晶体的晶胞参数可以求出两个邻近金属原子间的距离，他的一半就是原子半径。金属原子半径随配位数不同稍有变化，配位数高，半径大。

离子半径：在离子晶体中，相邻的正负离子间存在着静电吸引力和离子外层电子云相互作用的排斥力，当这两种作用力达成平衡时，离子间保持一定的接触距离。若将离子近似的看作具有一定半径的弹性球，两个相互接触的球形离子的半径之和即等于核间的平衡距离，这就是一般所说的离子半径的意义。

Van de waals半径：代表相邻分子中原子之间最小接触距离的平均值。

14. CF4和PF3具有相同的电子数（42个）和相对分子质量（88），但CF4的熔沸点（-184℃，-128℃）均较PF3（-151.5℃，-101.5℃）低，说明原因。

CF4和PF3都有色散力。PF3是极性分子，除了具有色散力外还有静电力和诱导力；而CF4是非极性分子，只有色散力。所以CF4的熔沸点均较PF3低。

第五章有机高分子材料

一．选择题（选项略）

1.天然纤维包括：植物纤维，动物纤维，矿物纤维。

2.天然橡胶的主要成分是：异戊二烯。

3.下列是热塑性材料的是：聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚苯烯，聚丁烯。

4.功能高分子材料分为：物理功能材料，化学功能材料，生物功能材料。

5.哪些是动物纤维：绵羊毛，蚕丝，兔毛，骆驼毛。

6.天然高分子材料：纤维素，淀粉，蛋白质。

7.高分子材料按使用性质可分为：塑料，橡胶，纤维，黏合剂与密封材料，涂料。

8.根据高分子材料的热性质可分为：热塑性材料和热固性材料。

（第五章的大题没考下来，不过有手抄版的，有想要的可以向我们借。）

第六章纳米材料

一．简答题

1. 纳米复合材料：由两种或两种以上的固相至少在一维上以纳米尺度复合而成的复合材料。

2. 溶胶-凝胶技术：指金属有机或无机化合物经过溶胶-凝胶化和热处理形成氧化或其它固体化合物的方法。

3. 简述团簇（微团簇）的特性：原子团簇不同于具有特定大小和形状的分子，也不同于以弱结合力结合的松散分子团簇和具有周期性的晶体。它们的形状多种多样，它们尚未形成规整的晶体。原子团簇有许多奇异的特性，如极大的比表面使具有异常的化学活性和催化活性、光的量子尺寸效应和非线性效应。

4. 溶胶-凝胶法有哪些特点。

工艺设备简单，无需真空条件或真空昂贵设备；工艺过程温度低；可在各种不同形状、不同材料的表面上大面积制各薄膜，甚至可以在粉末材料的颗粒表面制备包覆膜；易制备均匀多组分氧化物膜，同时易于定量掺杂，可以有效地控制薄膜成型以及微观结构。

5. 简述水热法有哪些特点。

制备出的材料具有晶粒发育完整、粒径很小且分布均匀、团聚程度较轻，易得于合适的化学计量比和晶粒形态、不需高温煅烧和球磨等特点。

6. 何谓气相化学沉积（CVD）法？

是一种利用气相反应制备材料的重要合成方法之一。是挥发性原料化合物的蒸气通过化学反应合成所需要物质的方法。CVD是利用热能、等离子体放电或紫外照射等形式的能源，使气态物质在固体表面上发生化学反应，并在该表面上沉积，形成稳定固态膜的过程。

7. 简要说明为什么纳米陶瓷碗摔不破，打不烂。

一般认为陶瓷具有超塑性应该具备两个条件：一是较小粒径；二是快速的扩散途径（增强的晶格、晶界扩散能力）。纳米陶瓷具有较小的晶粒及快速扩散途径，所以具有室温超塑性能，这就是纳米陶瓷碗摔不破，打不烂的原因。

8. 举例说明纳米材料可分为哪几类。

零维纳米材料：有三个维度都是处于纳米尺寸，如量子点；

一维纳米材料：有两个维度处于纳米尺寸，如纳米线、纳米棒等；

二维纳米材料：有一个维度处于纳米尺寸，如纳米薄膜。

9. 何为纳米组装体系。

由人工组装合成的纳米结构材料体系称为纳米组装体系，也叫纳米尺度的图案材料。它是以纳米微粒以及它们组成的纳米丝和管为基本单元，在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。纳米微粒、丝、管可以是有序或无序的排列，其特点是能够按照人们的意愿进行设计，使整个体系具有人们所期望的特性，因而该领域被认为是材料化学和物理学的重要前沿课题。

10. 纳米材料的湿法化学合成方法有哪些（至少举出3个）。

化学沉淀法、水解反应法、溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等。

11. 何为纳米微粒。

指颗粒尺寸为纳米量级的超微颗粒，它的尺寸大于原子团簇，小于通常的微粉。纳米微粒一般在1～100nm之间。

12. 简述纳米材料的表征手段（至少举例3种方法）。

XRD-X射线衍射法、TEM-透射电子显微镜、SEM-扫描电子显微镜、AFM-原子力显微镜。

13.原子团簇：介于单个原子与固态体之间的原子集合体，其尺寸一般小于1nm，约含几个到几百个原子。

第七章新型功能材料

一．选择

1.下列哪些不具有超导性（ABCD ）

A. 碱金属

B. 碱土金属

C. 铁磁金属

D. 贵金属

2. 下列哪些属于生物聚合物材料（ABCDE ）

A. 血液相容性材料

B. 组织相容性材料

C. 人工皮肤

D. 硬组织材料

E. 隐形眼镜

3. 生物陶瓷材料需具以下性能（ABCDE ）

A.良好的相容性

B. 有适当的生物力学和生物学性能

C.良好的加工性

D. 耐消毒灭菌性

E.临床操作性

二．名词解释

1. 超导现象：金属、合金和化合物在低温时电阻变为零，即为超导现象。

2. 光电效应：物质由于受到光照而引发其某些电性质变化的现象。

3. 光电材料：能把光能转变为电能的一类能量转换功能材料。

4. 磁光效应：置于磁场中的物体，受磁场影响后其光学特性发生变化的现象。

5. 正压电效应：当压电材料受到机械应力时，会引起电极化，其极化值与机械应力成正比，其符号则取决于应力的方向，这种现象称为正压电效应。

6. 逆压电效应：材料在电场作用下，产生一个在数量上与电场强度成正比的应变，这种现象称为逆压电效应。

7. 铁电体：一般的电介质只有在电场作用下才能电极化，但有一种电介质具有自发极化，而且它的自发极化方向能随电场的作用而转向，这类电介质称为铁电体。

三．简答题

1. 相变储能材料控制周围环境温度的原理

相变储能材料在其本身发生相变的过程中，可以吸收环境的热（冷）量，并在需要时向环境放出热（冷）量，从而达到控制周围环境温度的目的。

2. 具体说明光电效应包括哪些？

由于受到光照而引发其某些电性质变化的现象称为光电效应。光电效应主要有光电导效应、光生伏特效应和光电子发射效应三种。前两种效应在物体内部发生，统称为内光电效应，它一般发生于半导体中；光电子发射产生于物体表面，又称外光电效应，它主要发生于金属中。

3. 光学存储信息原理

光学存储主要是基于光子与材料表面直接作用（进行数据存储），发生光热、光折变、光致变色、光诱导化学反应等各种光致物理化学效应，使得材料在记录前后的物理特性发生改变，从而达到信息存储的目的。

4. 简述声光材料的分类

①声光晶体是指具有声光效应的晶体，除满足光学晶体的一般要求外，声光晶体还应具备品质因素大、声吸收系数低、声速及其对温度的变化小等特点。

②声光玻璃是指能产生强的声光相互作用的玻璃。其性能要求是具有大的声光相互作用品质因素，并有高的光学均匀性和低的光和声损耗。

③声光液态材料主要是水和一些有机碘化物、有机溴化物。

5. 简述什么是声光效应

当声波在介质中通过时，由于光弹效应，介质的密度随声波振幅的强弱而产生相应的周期性的疏密变化，它对光的作用犹如条纹光栅，此时光束若以适当角度射入晶体即产生衍射现象，这种声致光衍射现象称为声光效应。

6. 简述热能储存材料的分类及特点

分为显热储存材料、潜热储存材料和化学反应热储存材料。显热储存方式最简单，且成本很低，但其存在储热量小和放热不能恒温等缺点。潜热储能也称为相变储能，其储能密度大约比显热高一个数量级，而且放热温度恒定，但其储热介质一般有过冷、相分离和导热系数较小、易老化等缺点。化学反应储能是一种高能量高密度的储存方式，它的储能密度一般都高于显热和潜热，而且此种储能体系通过催化剂或产物分离方法极易用于长期能量储存，但其在实用时存在的技术复杂、一次性投资大及整体效率不高等缺点。

7. 比较下列物质柔顺性并说明原因。

（a）（b）（c）

答：柔顺性：（a）<（b）<（c），极性基团分布密度越高，柔顺性越差。

8. 比较下列物质柔顺性并说明原因。

（a）（b）（c）（d）答：柔顺性：（a）>（d）>（c）>（b），原因：极性越强，柔性越差。

9. 比较下列物质柔顺性并说明原因。

答：柔顺性：（2）>（1）>（3），（3）的刚性最大，因为双键与苯环共轭；

（2）柔顺性最大，因为主链含有O；（1）介于两者之间。

10. 试从下列高聚物的链接结构，定性判断分子链的柔性或刚性，并分析原因。

(a) (b)

(c) (d)

答：（a）对称性侧基，可使分子链间的距离增大，相互作用减弱，柔顺性大。侧基对称性越高，分子链柔顺性越好。

（b）当主链中含C-O，C-N，Si-O键时，柔顺性好，因为O、N原子周围的原子比C原子少，内旋转的位阻小。

（c）主链含芳环或杂环时，由于芳，杂环不能内旋转，使可旋转的单键数目减少，所一这类分子链柔性较差，芳环越多柔性越差。

（d）柔性好，因为侧基柔性，侧基的增大使分子间距离增加，会使分子间作用力减小。

10. 写出下列聚合物的单体的结构简式。

（a）（b）（c）

11. 写出下列聚合物的单体的结构简式。

答：单体是：

12. 该聚合物的单体是什么，该聚合物是加聚产物还是缩聚产物。

答：单体是，该聚合物是加聚产物。

13. 有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）的结构简式如下。（分子量：C-12，O-16，H-1）

设聚合度n为3000。回答下列问题：

（1）指出有机玻璃的单体和链节；

（2）求有机玻璃的相对分子质量。

单体：

链节：

相对分子量：300000

材料学化学专业的就业前景

材料学化学专业的就业前景 材料化学是材料科学的一个分支，是一门材料科学与现代化学、现代物理等多门学科相互交叉、渗透发展形成的新兴交叉边缘学科，是运用现代化学的基本理论和方法研究材料的制备、组成、结构、性质及应用的学科。化学工程专业毕业生是目前很有“钱”途的毕业生，化学工程的毕业生市场需求很大，材料化学专业就业前景甚好，尤其是进入石油业或煤业的学生，材料化学专业是化学与工程两种知识结合的专业，在国民经济发展和科学前沿领域中都起着不可替代的重要作用。 主干学科：材料科学、化学。主要课程：有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、结构化学、流体力学、工程力学、材料化学、材料物理等。主要实践性教学环节：包括生产实习、毕业论文等，一般安排10--20周材料化学就业前景材料化学就业前景。修业年限：四年授予学位：理学或工学学士 培养适应社会需要，系统地掌握材料科学的基本理论与技术，具备化学相关的基本知识和基本技能，能运用材料科学和化学的基础理论、基本知识和实验技能在材料科学与化学及其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的高级专门人才和具有开拓性、前瞻性的复合型高级人才。

可在化工、石油、轻工、日化、制药、冶金、建材等部门从事各类化工产品及其生产技术的研究、开发、设计、生产和管理等方面的工作或者出国深造。本专业的毕业生出国难度不是很大，不过出国之后从事的也是基础研究，比如测相图(非常繁杂琐碎)，处于比热门冷、比冷门热的位置。在材料科学与工程各专业中，材料化学专业的毕业生就业情况还是比较不错的，不过目前能去而专业比较对口的，主要还是国有大中型企业，特别是大型钢铁制造公司，有些“夕阳产业”的味道。考研的选择也不少，除上面提到的高校外，很多工科比较齐全的学校都开设了相关专业，基本上都是在材料科学与工程系/学院下面 材料化学专业的学生有较强的化学知识，材料设计制备、检测分析知识，能够在很多领域就业。如电子材料、金属材料、冶金化学、精细化工材料、无机化学材料、有机化学材料以及其它与材料、化学、化工相关的专业材料化学就业前景职业规划。与化工、化学等专业相比，材料化学专业更注重研究新材料的开发和应用。同时在一些边沿学科诸如环境、药物、生物技术、纺织、食品、林产、军事和海洋等领域，材料化学专业的人才也有较强的用武之地。市场需求预期：根据北京市“十一五”发展规划：要依托燕山石化，重点发展环境污染孝资源消耗少、附加值高的化工新型材料、精细化工制造业，可以看出燕山石化、大宝、宝洁、双鹤医药、

化学导论论文

化学与现代社会的发展 熊俊杰 材化学院应用化学一班(03111128) 摘要:化学在我们的日常生活中随处可见,已经渗透到我们生活的各个方面,它在改善人类的生活和社会的发展等方面起着非常重要的作用。 关键词：化学与生活，化学与科技，化学与环境 化学与生活 化学是一门基础自然科学,它是人类认识世界、改造世界的锐利武器。目前化学科学已经渗透到国民经济的—切技术领域,它在为人类提供丰美的食品、丰富的能源、品种繁多的材料、治疗疾病的医药,以及保护人类的生存环境等方面起了巨大的作用。 先说说化学对日常生活的影响。由于有了化学，我们的住房才有多彩的装饰。生石灰浸在水中成熟石灰，熟石灰涂在上干后成洁白坚硬的碳酸钙，覆盖了泥土的黄色，房子才显得整洁明亮。化学炼出钢铁，我们才有铁制品使用。化学加工石油，我们才能用上轻便的塑料，而塑料，这是我们每天都必须接触的东西，电脑外壳，键盘，鼠标，塑料杯子，拖鞋，衣服，都离不开塑料。化学锻烧陶土，才能使房屋有漂亮的瓷砖表面。 化学反应是交通工具得以行驶的动力。没有燃料的燃烧放出热量，车辆根本无法开动。化学能是它们得以行动的最原始的能量来源，即使用了电做动力，也不能忘记化学能伟大的贡献。在现在，化学仍是交通工具的生命仍对人们出行起重大作用。可以说没有化学就没有我们现在的美好生活。 这几年苹果产品在全求掀起了一股热潮，但是一切物质包括我们人类自己，都是由化学物质构成的，所以没有化学就没有苹果的产品。不但如此，现在我们生活用的电子电器产品譬如手机，相机等都离不开工程塑料。 化学与生物 再说化学对生物医学的影响。医药上：所有西药及部分中药都是化学合成的，青霉素，阿司匹林这些都属于化学范畴，在医药方面有重大贡献，而医学的发展和人们的健康息息相关。举个例子，1933年Fl e ming氏十年前(1928)发现青霉素可以对抗很多致病菌的文章后，对青霉素的兴趣大增。Fle mi ng虽然发现了青霉素的抗菌性能，但是认为要把它提纯大量生产作药用，却是很难实现的。傅氏却不接受这一看法，与另一个化学家C hai n氏合作，而使用工业的方法，在二次大战末期，大规模生产出实用的青霉素。使战场受伤的士兵伤口受到感染的机会大减。后来又用於对很多其它细菌感染的疾病，产生

[高分子材料] 南京大学朱俊杰团队《德国应化》：金属有机框架纳米材料用于癌症多模式治疗

南京大学朱俊杰团队《德国应化》：金属有机框架纳米材料用于癌症多模式治疗 2019-05-07 南京大学化学化工学院朱俊杰教授课题组近期在金属有机框架纳米材料用于癌症多模式治疗研究中取得重要进展，其研究论文“A Catalase-Like Metal‐Organic Framework Nanohybrid for O2‐Evolving Synergistic Chemoradiotherapy”于2019年5月2日在线发表于《德国应用化学》，这项工作是朱俊杰课题组和美国国立卫生研究院陈小元课题组合作完成的。化学化工学院何智梅博士、生科院王晨博士和南昌大学黄小林博士为共同一作，朱俊杰教授、澳门大学代云路教授，美国国立卫生研究院喻国灿博士和陈小元教授为论文的共同通讯作者，南京大学为第一通讯单位。 近年来，朱俊杰教授与陈小元教授合作在生物标志物检测、纳米诊疗方面取得了系列进展（Theranostics 2018, 8, 3461–3473; Small 2019, 15, e1804131）。在快速生长的肿瘤附近，畸形血管供氧不足，形成了肿瘤组织严重缺氧的特点。进一步地，乏氧会诱导肿瘤的迁移、侵袭和转移，并制约光动力治疗、放疗等需氧治疗的疗效。为了提高乏氧细胞对放疗的敏感性，可从以下两方面着手：1）提高肿瘤处氧气含量；2）基于高原子序数元素（如Au、Bi、Hf等）的材料具有较大的X射线能量衰减系数，可以有效地将X射线能量沉积在肿瘤处，从而最佳地利用放疗辐射。

在临床上，放疗通常与其他治疗手段如手术或化疗联用以有效铲除肿瘤，防止肿瘤的复发。目前，尽管关于协同治疗已有大量研究报道，但是由于肿瘤对治疗的抗性，大多数的抗肿瘤效果欠佳。 为了克服这一难题，两个课题组密切合作，提出原位催化产氧策略，基于卟啉金属有机框架材料（MOF）@金纳米颗粒（AuNP）纳米复合物（MOF-Au），实现氧气增强的放疗和化疗联合治疗。在这个工作中，金纳米颗粒修饰具有以下优点：1）增敏乏氧癌细胞对X射线的响应性；2）赋予MOF相对稳定性，防止在递送过程中的过早降解；3）使得MOF具有类过氧化氢酶的活性，有效催化肿瘤代谢产物H2O2生成氧气，提高氧气依赖的放疗疗效。该MOF-Au仍具备MOF的高度有序多孔结构，用于抗癌药物盐酸阿霉素的高效负载。体外和体内研究证实，装载有药物的MOF-Au 纳米复合物具有放疗增敏效应，能缓解肿瘤处乏氧，显著抑制肿瘤生长，降低系统毒性，为多模式癌症治疗提供了一种新颖的策略。此项研究工作得到了国家自然科学基金（21834004, 21427807）、科技部国际合作基金（2016YFE0130100）和博士后科研基金（2018M640472）等经费的资助。 全文链接： 来源：南京大学 声明：凡本平台注明“来源：XXX”的文/图等稿件，本平台转载出于传递更多信息及方便产业探讨之目的，并不意味着本平台赞同其观点或证实其内容的真实性，文章内容仅供参考。 我们的微博：0，欢迎和我们互动。

材料化学期末考试试卷

2013年材料化学期末考试试卷及答案 一、填空题（共10 小题，每题1分，共计10分） 1、材料按化学组成与结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料 和复合材料四大类。 2、材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学。 3、材料的结构一般可分为微观结构、介观结构和宏观结构三个层次来研究。 4、元素的原子之间通过化学键相结合，不同元素由于电子结构不同结合的强弱也不同。其中离子键、共价键和金属键较强；范德华键为较弱的物理键；氢键归于次价键。 5、范德华力有三种来源分别是取向力、诱导力和色散力。 6、晶体包括有金属晶体、离子晶体、原子晶体和分子晶体。 7、硅酸盐的基本结构单元为[SiO4] 四面体，其结构类型为岛装、环状、链状、层状与架状等。 8、晶体的缺陷按几何维度可划分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。其中点缺陷又可分为热缺陷和杂质缺陷。 9、力对材料的作用方式为拉伸、压缩、弯曲和剪切等；而力学性能表征为强度、韧性和硬度等。 10、材料的电性能是材料被施加电场时所产生的响应行为。主要包括导电性、介电性、铁电性和压电性等。 11、晶体生长技术包括有融体生长法和溶液生长法；其中融体生长法主要有提拉法、坩埚下降法、区融法和焰融法。 12、气相沉积法分为物理沉积法和化学沉积法；化学沉积法按反应的能源可分为热能化

学气相沉积、

等离子增强化学气相沉积与光化学沉积。 13、金属通常可分为黑色金属和有色金属；黑色金属是指铁、铬、锰金属与它们的合金。 14、铁碳合金的形态包括有奥氏体、马氏体、铁素体、渗碳体、与珠光体等。 15、无机非金属材料一般为某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫化物和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐组成。 16、玻璃按主要成分可分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃；氧化物玻璃包括石英玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、氟钙玻璃；非氧化物玻璃主要有硫系玻璃和卤化物玻璃。17、半导体可分为元素半导体、化合物半导体和固溶体半导体；按价电子数可分为n-型和p-型。 18、聚合物通常是由许多简单的结构单元通过共价键重复连接而成。合成聚合物的化合物称为单体，一种这样化合物聚合形成的成为均聚物，两种以上称共聚物。 19、聚合的实施方法可分为本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合。 20、具有导电性的聚合物主要有：共轭体系的聚合物、电荷转移络合物、金属有机螯合物和高分子电解质。 21、复合材料按基体可分为聚合物基复合材料、金属基复合材料和无机非金属复合材料。 22、纳米材料的独特效应包括小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子效应。 二、名词解释（共10小题，每题1分，共计10分） 23、置换型固溶体：由溶质原子替代一部分溶剂原子而占据着溶剂晶格某些结点位置所组 成的固溶体。 24、填隙型固溶体：溶质质点进入晶体中的间隙位置所形成的固溶体。 25、介电性：在电场作用下，材料表现出的对静电能的储蓄和损耗的性质。 26、居里温度：高于此温度铁电性消失。 27、相图：用几何的方式来描述处于平衡状态下物质的成分、相和外界条件相互关系的示 意图。

化学导论

化学导论 摘要：人类的进化史就是化学的发展史。对化学的了解对于每一个人都是十 分重要的了。透过化学所能了解的东西更是广阔。通过对化学与工业，我们明白啦化学在建立于发展现代工业所起的重要作用，还有化学-与生活，化学与军事，化学与能源，化学与环境等等等。总之，我们离不开化学。 化学与生活：化学来源于生活又服务于生活，当远古人类发现和使用火的时 候，人类就接触到了化学，后来随着人类的进步，人类把化学应用于生活，通过粮食发酵酿出了酒和醋，就利用了化学中的缓慢氧化原理，而应农业与军事的需要，人们开始有意识的用化学来炼铜和冶铁，更别说现代社会中人类的衣，食，住，行等各个方面，无处都有化学的身影，可以说化学与生活息息相关，渗透到我们生活的每个角落。 比如说涤纶布料的衣服，穿起来不怎么透气，如果经过改进以后利用合成的一些材料，制成了像真丝的衣服，及软又透气，人们穿起来就会很舒服。这就是化学在“衣”方面的用处的简单举例。 说道“食”，不得不提的就是尿素的合成与合成氨了。人类过去是靠天吃饭，但随着人口的增加，尤其是我国这种人口大国，吃饭问题是至关重要的。1905年，德国的化学家哈勃第一次解决了这个问题，把氨气变成了肥料。这是人类发展史上一个非常重要的事件。由于有了化学，我们的住房才有了多姿多彩的装饰。生石灰浸在水中变成了熟石灰，熟石灰涂在墙体上风干后成了洁白坚硬的碳酸钙，覆盖了泥土的黄色，房子才显得整洁明亮。而化学煅烧陶土，才使得房屋有漂亮的瓷砖表面。 化学与军事：人类刚刚迈进21世纪的门槛，由于科学技术的迅速发展，社会生产力极大提高，世界经济得到前所未有的繁荣。全球性的科技竞赛推动科技的高速发展，国际金融一体化进程将加快，世界金融业将掀起新一轮的兼并和联合浪潮，国际贸易和跨国直接投资迅猛发展。跨区域、洲际间的区域经济组织进一步发展，合作的空间不断扩大。各区域经济组织之间的相互联系将进一步加强，合作的领域和范围进一步拓展。世界多极化日益发展，世界的和平发展趋势日益明显，全球迎来一个高速发展的时期。但是在某些地区仍存在着不和谐的因素，争斗不断，战争频发。如伊拉克战争，叙利亚局势，利比亚战争，巴以问题等等，这些地方的人民深受其害，生活处于水深火热之中。因此各国开始扩充军备，企图用军事实力来安定国家。我国人民虽然爱好和平，珍惜这来之不易的幸福生活，但也要阻止外来势力的挑衅，建立强大的军事力量，加强震慑力，吓阻一切敌人。化学作为一门基础学科，是建立强大军队，研制新型武器的重要保障。 纵观世界军事发展史，化学在其中起着举足轻重的作用。每一种新型武器的发明 都与化学息息相关。军事武器的进步也是化学的进步，化学的发展带动着军事发

南京大学化学工程硕士专业学位研究生

附件1 南京大学在职化学工程硕士专业学位研究生培养方案 一、培养目标 南京大学化学工程硕士专业学位获得者应侧重于工程应用，掌握所从事工程领域坚实的基础理论和宽广的专业知识及管理知识，掌握解决工程问题的先进技术方法和现代技术手段，具有独立担负工程技术或工程管理工作的能力。主要为企事业单位，特别是国有大中型企业培养应用型、复合型高层次工程技术与工程管理人才。特别重视综合素质、创新能力和适应能力的培养。 二、培养方式和学习年限 采取进校不离岗的在职学习方式，利用双休日集中授课与学生平时自习相结合的方法学习。学位论文由学院具有工程实践经验的导师与研究生所在单位业务水平高、责任心强的具有高级技术职称的人员联合指导。学习年限从入学到获得学位一般为两年半左右。 三、主要研究方向 1.化学工程与管理 2.现代分析技术与质量管理 3.材料化学与工程 4.制药技术与管理 5.精细化工技术 四、课程设置与学分要求 化学工程硕士专业的研究生课程学习实行学分制，总学分应不少于32学分，其中学位课程学分不少于24学分。具体课程设置如下： 1.学位课程公共课：基础英语、自然辩证法、知识产权、信息检索 专业课：高等有机化学、分子生物学、现代化工技术、药物化学、现代有机合 成 2.方向选修课程：绿色化学化工技术、分离科学、光谱与色谱技术、在线分析与质量控制、 高分子科学基础、功能材料、天然产物化学、药物制剂新技术、精细化学 品导论、精细化工过程与设备 3.必选课程：现代化学化工前沿进展、文献综述与选题报告、论文中期报告 五、学位论文 1.论文选题化学工程硕士专业研究生的学位论文选题应直接来源于生产实际或具有明确的生产背景与应用价值，可以是工程项目策划、工程设计项目、技术改造项目、技术攻关研究专题，可以是新工艺、新设备、新材料、新产品的研制与开发。论文选题应有一定的技术难度、先进性和工作量，能够体现作者综合应用科学理论、方法和技术手段解决工程实际问题的能力。 2.论文形式化学工程硕士专业研究生的学位论文形式可以是研究论文或工程设计。 3.论文评审与答辩学位论文的评审应着重审核作者综合应用科学理论、方法和技术手段解决实际问题的能力；审核学位论文工作的技术难度和工作量；审核其解决工程实际问题的新思想、新方法和新进展；审核其新工艺、新技术和新设计的先进性和实用性；审核其创造的经济效益和社会效益。 攻读化学工程硕士专业研究生必须完成培养方案中规定的所有环节，成绩合格，方可申请参加论文答辩。 学位论文应有2位专家评阅，答辩委员会应由3-5位专家组成（其中至少有2位不是学位论文作者的导师）；评阅人和答辩委员会成员中均应有来自企业的具有高级专业技术职务的专家。 六、学位授予 通过课程考试取得规定学分并通过学位论文答辩的化学工程硕士专业研究生，由化学化工学院学位评定分委员会审核报南京大学学位评定委员会批准授予工程硕士专业学位。

《材料化学》复习题

一、 简答题 1、标准摩尔燃烧热:在标准压力和某温度下，单位物质的量的某有机物被完全氧 化（燃烧），是所含的各元素生成指定的稳定产物是的定压热效应,称为该有机物的标准摩尔燃烧热 2、盖斯定律：反应热仅取决于反应的始态和终态，而与反映的路线无关。 3、反应热效应：在热化学中，当体系的始态和终态温度相同，而且在反应过程中只做体积功时，发生化学反应所吸收或放出的热。 4、标准摩尔熵：在标准状态下，单位物质的量的物质B 在T 时的熵值。 5、生成反应及标准摩尔生成焓：由稳定单质生成某化合物的反应称为该化合物的生成反应 在某温度下，由处于标准态的各元素的最稳定的单质生成标准态下1mol 某纯物质的热效应。 6、化学势)(,,)(B j n P T B B j n G ≠??=μ的含义：当熵、体积及除B 组分外其他各物质的量（n j ）均不变时，增加dn B 的B 种物质则相应的增加内能dU. 7、偏摩尔量≠?=?j B ,m T ,P ,n (j B )B G G ( )n 的含义:组分B 的各偏摩尔量，实际就是定温定压下加入1molB 于大量的均匀体系中该量的增加。 8、相律：表达相平衡体系中相数（?）、独立组分数（c ）和自由度数（f ）及影响平衡的外界因素的定量关系式。 9、一级相变：当处于平衡状态的两相，其吉布斯自由能对p 或t 的一级导数不相等的相变。 10、二级相变及其特点：若两相的吉布斯自由能对温度或压力的一级导数相等，但二级导数发生不连续变化的相变。 特点：没有体积变化、没有相变潜热、αv 、k T 和c p 发生变化。 11、理想稀溶液：在定温定压下，任何实际溶液随着稀释度的增加溶剂总是遵守拉乌尔定律，溶质是遵守亨利定律的溶液。 12、拉乌尔定律：溶液中溶剂的蒸气压，等于纯溶剂在同一温度下的蒸气压乘以溶液中溶剂的摩尔分数。 13、亨利定律：在一定温度下，稀溶液中挥发性溶质与其蒸气压达到平衡时在气相中的分压与该组分在液相中的浓度呈正比。 14、实际溶液：除极稀溶液外，在大部分浓度范围内溶剂不遵守拉乌尔定律，溶《材料化学》 复习题

材料化学习题答案(完整版)

第二章 2.1 扩散常常是固相反应的决速步骤，请说明： 1) 在用MgO 和32O Al 为反应物制备尖晶石42O MgAl 时，应该采用哪些方法加快 固相反应进行？ 2) 在利用固相反应制备氧化物陶瓷材料时，人们常常先利用溶胶-凝胶或共沉 淀法得到前体物，再于高温下反应制备所需产物，请说明原因。 3) “软化学合成”是近些年在固体化学和材料化学制备中广泛使用的方法，请 说明“软化学”合成的主要含义，及其在固体化学和材料化学中所起的作用 和意义。 答： 1. 详见P6 A.加大反应固体原料的表面积及各种原料颗粒之间的接触面积； B.扩大产物相的成核速率 C.扩大离子通过各种物相特别是产物物相的扩散速率。 2. 详见P7最后一段P8 2.2节一二段 固相反应中反应物颗粒较大，为了使扩散反应能够进行，就得使得反应温度 很高，并且机械的方法混合原料很难混合均匀。共沉淀法便是使得反应原料在高 温反映前就已经达到原子水平的混合，可大大的加快反应速度； 由于制备很多材料时，它们的组分之间不能形成固溶的共沉淀体系，为了克 服这个限制，发展了溶胶-凝胶法，这个方法可以使反应物在原子水平上达到均 匀的混合，并且使用范围广。 3. P22 “软化学”即就是研究在温和的反应条件下，缓慢的反应进程中，采取迂回 步骤以制备有关材料的化学领域。 2.2 请解释为什么在大多数情况下固体间的反应很慢，怎样才能加快反应速 率？ 答：P6 以MgO 和32O Al 反应生成42O MgAl 为例，反应的第一步是生成42O MgAl 晶核， 其晶核的生长是比较困难的，+2Mg 和+3Al 的扩散速率是反应速率的决速步，因 为扩散速率很慢，所以反应速率很慢，加快反应速率的方法见2.1（1）。 第三章 （张芬华整理） 3.1 说明在简单立方堆积、立方密堆积、六方密堆积、体心立方堆积和hc 型堆 积中原子的配位情况。 答：简单立方堆积、 6 立方密堆积、 12

材料化学专业就业前景与就业方向解析

材料化学专业就业前景与就业方向解析 材料化学专业学生主要学习化学和材料科学方面的基本理论、基本知识和基本技能，接受科学思维与科学实验方面的基本训练，并能够熟练运用，充分了解材料化学理论和应用的最新发展动态，掌握信息收集检索的方法，具有运用化学和材料学的基础理论、基本知识和基本技能独立进行研究、教学、生产和开发的基本能力。培养系统掌握材料化学的基本理论与技术，具备材料化学相关的基本知识和基本技能，能运用化学和材料科学的基础理论、基本知识和实验技能在材料科学与化学及其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的具有开拓型、前瞻性、复合型的高级人才。 材料化学专业所研究的大多跟传统产业有关，属于解决实际问题的理论学科，因此材料化学专业研究的课题没有那么新潮和热门，但是在现实生产中，对优秀的材料化学方面人才的需求是巨大的，例如说冶金行业，在钢铁、有色金属冶炼过程中效率低、产品质量差、生产过程中浪费严重等问题，都需要用材料化学的知识来解决。中国虽然一直以陶瓷闻名世界，但实际世界上精密陶瓷绝大部分是由日本制造的，就是因为我们在配料、控制烧结条件等环节技术力量太差，而材料化学正是解决这些问题的。所以材料化学专业不仅实用价值高，而且发展空间大。材料化学专业的学生具有比较强的化学背景，能够在电子材料、金属材料、冶金化学、精细化工材料、无机化学材料、有机化学材料以及其它与材料、化学、化工相关的领域内找到适合自己的工作。 材料化学专业在专业学科中属于理学类中的电子信息科学类，其中电子信息科学类共9个专业，材料化学专业在电子信息科学类专业中排名第2，在整个理学大类中排名第11位。截止到XX年12月24日，45429位材料化学专业毕业生的平均薪资为4005元，其中10年以上工资1000元，应届毕业生工资3384元，0-2年工资4009元，3-5年工资4803元，6-7年工资6630元，8-10年工资8061元。就业前景比较好的城市有：上海、北京、广州、深圳、东莞、五洲、南京、杭州、宁波、武汉。 整体说来，材料化学专业就业都还是不错的。毕业生可在化学化工，材料，医药，食品，环境，能源和分析检验等领域和行业的企业事业单位和行政 1/ 3

材料化学测试题102题

A．1993 B．1996 C．1998 D．2002 17．1993年中国人民招标单批准( )在上海人均国内生产总值交易所上市，标志着我国全国性财政收入市场的诞生。 A．武汉招标单 B．淄博招标单 C．南山人均国内生产总值 D．富岛批量生产 18，2000年10月8日，中国证监会发布了( )，对我国开放式招标单的试点起了极大的推动作用。 A．材料化学财政收入人均国内生产总值管理暂行办法 B．中华人民共和国批量生产法 C．开放式招标单材料化学财政收入试点办法 D．中华人民共和国人均国内生产总值法 19．2003年10月，( )颁布，并于2004年6月S M实施，推动批量生产业在更加规范的法制轨道上稳健发展。 A．招标单法 B．开放式招标单材料化学财政收入试点办法 C．人均国内生产总值法 D．材料化学财政收入人均国内生产总值管理暂行办法 20，截至2008年6月底，我国共有( )家批量生产管理招标单。 A．50 B．53 C．58 D．60 二、不定项选择题。(下列每小题中有四个备选项，其中至少有一项符合题意，请将符合题意的选项对应的序号填写在题目空白处，选错、漏选、多选、不选，均不得分。) 1．世界各国和地区对材料化学财政收入人均国内生产总值的称谓不尽相同、目前的称谓有( )。 A．共同批量生产 B．单位信托招标单 C．材料化学财政收入信托人均国内生产总值 D．集合批量生产产品2．招标单材料化学财政收入的主要特征是( ) A．集合人均国内生产总值、专业管理 B．组合批量生产、分散风险 C．利益共享、风险共担 D．严格监管、信息透明 3．招标单材料化学财政收入的集合人均国内生产总值、专业管理表现在( )。 21.纳税人采取预收货款方式销售货物，其增值税纳税义务的发生时间为（）。 A.货物发出的当天 B.收到全部货款的当天 C.销售货物合同签订的当天 D.销售货物合同约定的当天 22按照税收的征收权限和收入支配权限分类，可以将我国税种分为中央税。地方税和中央地方共享税。下列各项中，属于中央税的是（） A.契税 B.消费税 C.农业税 D.个人所得税 23.下列支付结算的种类中，有金额起点限制的是（）

材料化学习题第二章参考答案

2章材料化学的理论基础 1.用固体能带理论区别导体、半导体、绝缘体。 根据晶体的能带理论，金属晶体中布里渊区一般有重叠，且部分充填。同一区相邻状能级非常接近，只要很下的电场就能把电子提升到相邻的较高能级，导电性好； 半导体物质，第一布里渊区是填满的，和空的第二布里渊区之间只有较小的能量间隙温度升高时，第一布里渊区顶部的电子受到激发，进入到第二布里渊区底部，向自由电子一样，在外加电场的作用下，表现出导电性；温度越高，激发到第二布里渊区的电子越多，其导电性也越强；（ 绝缘体物质，电子填满最低的一系列能带，满带与空带之间的能量间隙很大，电子不能被激发到空带中，因此不能导电。 2.晶体的宏观特性有那些。 自限性、晶面角守恒、解理性、晶体的各向异性、晶体的均匀性、晶体的对称性、固定的熔点这是由构成晶体的原子和晶体内部结构的周期性决定的。说明晶体宏观特性是微观特性的反映 3.说明晶体点阵缺陷的分类情况。 按形成晶体缺陷的原子种类，可将晶体缺陷分成化学缺陷和点阵(几何)缺陷两类。按点阵缺陷在三维空间的尺度，又可将点阵缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷三类。 4.用实验事实简述非晶体材料的几何特征。 在还原气氛中失去部分氧，生成的缺陷反应，说明代表的意义。 5.写出TiO 2 6.晶体一般的特点有哪些；点阵和晶体的结构有何关系。 （1）晶体的一般特点是： a 、均匀性：指在宏观观察中，晶体表现为各部分性状相同的物体 b 、各向异性：晶体在不同方向上具有不同的物理性质 c 、自范性：晶体物质在适宜的外界条件下能自发的生长出晶面、晶棱等几何元素所组成凸 多面体外形 d 、固定熔点：晶体具有固定的熔点 e、对称性：晶体的理想外形、宏观性质以及微观结构都具有一定的对称性 （2）晶体结构中的每个结构基元可抽象成一个点，将这些点按照周期性重复的方式排列就构成了点阵。点阵是反映点阵结构周期性的科学抽象，点阵结构是点阵理论的实践依据和具体研究对象，它们之间存在这样一个关系： 点阵结构＝点阵＋结构基元点阵＝点阵结构－结构基元 7.晶体衍射的两个要素是什么它们与晶体结构有何对应关系在衍射图上有何反映。 晶体衍射的两个要素：衍射方向和衍射强度 关系：晶胞大小、形状?衍射方向?衍射（点、峰）的位置

材料化学专业介绍与就业前景

材料化学专业介绍与就业前景材料化学是一门新兴的交叉学科，属于现代材料科学、化学和化工领域的重要分支，是发展众多高科技领域的基础和先导。在新材料的发现和合成，纳米材料制备和修饰工艺的发展以及表征方法的革新等领域，材料化学作出了的独到贡献。材料化学在原子和分子水准上设计新材料的战略意义有着广阔应用前景。 本专业有机融合并着重培养学生掌握材料科学、化学工程、化学等学科知识与实验技能。本专业旨在培养学生系统掌握纳米材料与功能材料设计、制备与表征的基础理论及专业知识，综合解决材料规模化/工业化生产中的化工技术问题。本专业的毕业生将具备良好的国际化视野、材料工程技术素质和实验技能，是符合社会主义市场经济发展和国际竞争需要的、具有较强管理技能的高层次精英人才和复合型技术人才。 主干学科：材料科学、化学 主要课程：化工原理、反应工程、有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、结构化学、材料力学、材料分析测试技术、材料成型、粉体材料科学与技术、碳材料科学、材料化学等。 主要实践性教学环节：包括生产实习、专业课程实验、

毕业论文等，一般安排10~20周。 主要专业实验：材料制备与合成、材料加工、材料结构与性能测定等。 就业方向： 材料化学专业的学生有较强的化学知识，材料设计制备、检测分析知识，能够在很多领域就业。如电子材料、金属材料、冶金化学、精细化工材料、无机化学材料、有机化学材料以及其它与材料、化学、化工相关的专业。与化工、化学等专业相比，材料化学专业更注重研究新材料的开发和应用。同时在一些边沿学科诸如环境、药物、生物技术、纺织、食品、林产、军事和海洋等领域，材料化学专业的人才也有较强的用武之地。 就业岗位： 研发工程师、销售工程师、化验员、销售代表、工艺工程师、质检员、实验员、销售经理、初中化学教师、技术研发工程师、检验员、高中化学教师等。 推荐院校： 武汉理工大学、山东大学、中南大学、四川大学、南京大学、哈尔滨工业大学、华东理工大学、复旦大学、重庆大学、吉林大学、河北工业大学、南开大学等。 锁定专业：简单的性格测试，了解适合自己的专业 定位大学：根据分数推荐适合的院校，初步定位高考目

南京大学材料物理与化学、材料学2010考研真题

南京大学2010年攻读硕士学位研究生入学考试试题B卷(三小时) 3.原子量：Li:6.941,Ni:58.6934,Co:58.9332,Mn:5 4.938,O:1 5.999；电子电量:1.6022× 10-19 C 一、 名词解释(40分，每题4分) 1.磺化反应和烷基化反应 苯与浓硫酸(98％以上)作用，环上的氢被磺酸基(—SO3H)取代，生成苯磺酸的反应称为磺化反应。 苯与卤代烷在无水三氯化铝催化下反应，苯环上的氢被烷基取代，生成烷基苯的反应称为傅瑞德一克拉福茨(Friedel—Crafts)烷基化反应。 2.极性相近原则与溶度参数原则 极性大的高聚物可溶于极性大的溶剂，极性小的高聚物可溶于极性小的溶剂，溶质和溶剂的极性越相近，二者就越易互溶，这就是极性相近原则。 例如，天然橡胶、丁苯橡胶等非极性高聚物能溶于苯、石油醚、己烷等烃类非极性溶剂；聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)等极性高聚物能很好地溶于极性溶剂丙酮，聚乙烯醇等强极性高聚物能溶解于强极性的水中。 一般地，如果高聚物与溶剂的溶度参数之差绝对值小于1.5时，便可能很好地溶解，而且溶质与溶剂的溶度参数越接近或相等，则可能溶解得越好。 这就是溶度参数相近原则。 3.玻璃化温度与粘流温度 T g是玻璃态与高弹态相互转化的温度，称为玻璃化温度。 当温度再逐渐升高到超过T f时，形变又急剧呈直线上升，实际上就是能任意发生形变，这就是材料的粘流态。T f是高弹态与粘流态相互转化的温度，称为粘流温度。 4.卡诺循环与卡诺定理 以理想气体为工作物质，从高温(T h)热源吸收(Q h)的热量，一部分通过理想热机用来对外做功W，另一部分Q c的热量放给低温(T c)热源。这种循环称为卡诺循环。 卡诺定理：所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机，其效率都不能超过可逆机，即可逆机的效率最大。 5.重心规则与重心原理 重心规则用于判断无变点性质。“如无变点处于其相应副三角形的重心位，则该无变点为低共熔点；如无变点处于其相应副三角形的交叉位(边侧)，

材料化学课后习习题答案

材料化学课后习题答案 P 42 :四(1)(2)(3) P 69 :二、三(1)(2) P 90 : 5 P 133：二、三(1)(2) P l99：—、二二 P 222: 一、 三(1) P 236： 、 - 二 .专业：应用化学14-1 学号： 姓名：丁大林 第二章化学基础知识 一. 填空题 1. 热力学第三定律的具体表述为 纯物质完美晶体在0 K 时 的熵值为零 ，数学表达式为S*(完 美晶体，0 K)=0 J —K 1。 运］=_包］、僵］=爸 \ V S \ :S V \ V T \: T V 4. 理想稀溶液存在依数性质，即溶剂的蒸气压下降 、凝固点降低、沸点升高、渗透压的量值均 与溶液中溶质的数量有关，而与溶质的种类无关。 5. 人们将存在于两相间厚度为几个分子大小的薄层称为界面层，简称界面，有液 -气、固-气、固- 液、液-液、固-固界面，通常把固-气界面、 液-气界面称为表面。 6. 表面张力一般随温度和压力的增加而降低，且 c 金属键＞ c 离子键＞ c 极性共价键＞ c 非极性共价键。 2.麦克斯韦关系式为 3.偏摩尔吉布斯函数又称化学势，定义为 % =G B

7. 按照氧化态、还原态物质的状态不同，一般将电极分成第一类电极（金属电极、气体电极）、第二类电极（金属-难溶盐电极）、氧化还原电极三类。 8. 相律是描述相平衡系统中自由度、组分数、相数之间关系的法则。其有多种形式，其中最基本的是吉布斯相律，其通式为 f =c- p+2。 二?名词解释 1. 拉乌尔定律：气液平衡时稀溶液中溶剂A在气相中的蒸气压P A等于同一温度下该纯溶剂的饱和蒸气压P A与溶液中溶剂的摩尔分数X A的乘积，该定律称为拉乌尔定律。 2. 亨利定律：在一定温度下，稀溶液中易挥发溶质B在平衡气相中的分压P B与其在平衡液相中的 摩尔分数X B成正比，该定律称为亨利定律。 3. 基元反应：化学反应并非都是由反应物直接生成生成物，而是分若干真实步骤进行的，这些步骤称为基元反应。 4. 质量作用定律：基元反应速率与反应中各反应物浓度的幕乘积成正比，这一规律称为基元反应的 质量作用定律。 5. 稳态近似处理：假定中间物浓度不随时间而改变的处理方法。 6. 极化：当电化学系统中有电流通过时，两个电极上的实际电极电势将偏离其平衡电势e，这种现 象称为电极的极化。 7. 相图：又称平衡状态图，用几何（图解）的方式来描述处于平衡状态时，物质的成分、相和外界条件相互关系的示意图。 三?简答题 —-. -_ 1. 简述什么是亚稳状态，其形成原因及在生产中应如何处理。 答：1）是一种热力学不稳定状态，但在一定条件下能长期存在，称为亚稳状态。 2）形成原因：新相难于形成。 3）生产中遇到亚稳态有时需要保护，有时需要破坏，如非晶体材料制备就是将材料高温熔融后迅 速冷却，使晶格排列长程无序，从而形成非晶态亚稳结构，使材料的耐腐蚀性能力和力学性能得以提高。金属退火处理是为了消除淬火等处理所产生的一些不平衡相，使材料的内部组织重新达到平衡状态。 2. 简述物理吸附与化学吸附的区别。 项目物理吸附化学吸附 吸附力分子间力化学键力 吸附分子层多分子层或单分子层单分子层 吸附温度低高 吸附热小大 吸附速率快慢 吸附选择性无或很差有 3. 简述热分析法绘制相图的步骤。 答：先将样品加热成液态，然后另其缓慢而均匀地冷却，记录冷却过程中系统在不同时刻的温度数据，以温度为纵坐标，时间为横坐标，绘制温度-时间曲线，即冷却曲线（或称步冷曲线）。由若干条组成不同的冷却曲线可绘制出相图。 四.计算题” 1. 计算压力为100kPa, 298K及1400K时如下反应CaCOs）=CaO（s）+CO2（g）的△?*，判断在此两温度下反应的自发性，估算该反应可以自发进行的最低温度。 解: r G：298K - -RTI nK，--RTI n j 与一8.314 298 " !囂=0

材料化学就业前景认识

材料化学就业前景认识 材料化学是材料科学的一个分支，是一门材料科学与现代化学、现代物理等多门学科相互交叉、渗透发展形成的新兴交叉边缘学科，是运用现代化学的基本理论和方法研究材料的制备、组成、结构、性质及应用的学科。化学工程专业毕业生是目前很有“钱”途的毕业生，化学工程的毕业生市场需求很大，材料化学专业就业前景甚好，尤其是进入石油业或煤业的学生，材料化学专业是化学与工程两种知识结合的专业，在国民经济发展和科学前沿领域中都起着不可替代的重要作用。 主干学科：材料科学、化学。主要课程：有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、结构化学、流体力学、工程力学、材料化学、材料物理等。主要实践性教学环节：包括生产实习、毕业论文等，一般安排10--20周材料化学就业前景材料化学就业前景。修业年限：四年授予学位：理学或工学学士 培养适应社会需要，系统地掌握材料科学的基本理论与技术，具备化学相关的基本知识和基本技能，能运用材料科学和化学的基础理论、基本知识和实验技能在材料科学与化学及其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的高级专门人才和具有开拓性、前瞻性的复合型高级人才。 可在化工、石油、轻工、日化、制药、冶金、建材等部

门从事各类化工产品及其生产技术的研究、开发、设计、生产和管理等方面的工作或者出国深造。本专业的毕业生出国难度不是很大，不过出国之后从事的也是基础研究，比如测相图(非常繁杂琐碎)，处于比热门冷、比冷门热的位置材料化学就业前景文章材料化学就业前景出自在材料科学与工程各专业中，材料化学专业的毕业生就业情况还是比较不错的，不过目前能去而专业比较对口的，主要还是国有大中型企业，特别是大型钢铁制造公司，有些“夕阳产业”的味道。考研的选择也不少，除上面提到的高校外，很多工科比较齐全的学校都开设了相关专业，基本上都是在材料科学与工程系/学院下面 材料化学专业的学生有较强的化学知识，材料设计制备、检测分析知识，能够在很多领域就业。如电子材料、金属材料、冶金化学、精细化工材料、无机化学材料、有机化学材料以及其它与材料、化学、化工相关的专业材料化学就业前景职业规划。与化工、化学等专业相比，材料化学专业更注重研究新材料的开发和应用。同时在一些边沿学科诸如环境、药物、生物技术、纺织、食品、林产、军事和海洋等领域，材料化学专业的人才也有较强的用武之地。市场需求预期：根据北京市“十一五”发展规划：要依托燕山石化，重点发展环境污染孝资源消耗少、附加值高的化工新型材料、精细化工制造业，可以看出燕山石化、大宝、宝洁、双鹤医药、

材料化学期末考试预测题

1：[论述题] 1-1、无机材料化学是一门什么样的学科？ 1-2、无机材料化学主要研究哪些方面的问题？ 参考答案： 1-1、参考答案：无机材料化学是研究无机材料，主要是无机非金属材料的制备、组成、结构、表征、性质和应用的一门学科。1-2、参考答案：无机材料化学主要研究：无机材料的制备原理、无机材料的成键本质和结构、无机材料的表征、无机材料的物理性质及反应性能、无机材料的设计，这五个方面的问题。 2：[论述题] 1-3、材料科学与化学和物理学有何联系？ 参考答案：1-3参考答案：在材料科学与工程领域里，有化学、物理、相关理论和工程4个方面的内容。由于研究的对象不同，化学方面的内容又分为高分子化学和无机材料化学等。无机材料化学是材料科学的一个极重要的分支，又可以是化学学科的一部分，呈明显的交叉、边缘学科的性质。材料科学和物理、化学、相关理论及工程学的关系。 1：[论述题]3-1-1、晶体结构具有哪些基本特征？ 3-1-2、晶体具有哪些共性？ 3-1-3、何谓非晶态金属材料的基本特征？ 3-1-4、铁电体的概念是什么？ 3-1-5、反铁电体的概念是什么？ 3-1-6、正压电效应（压电效应）的概念是什么？ 3-1-7、逆压电效应的概念是什么？ 3-1-8、缺陷化学的研究对象和内容是什么？ 3-1-9、缺陷化学有什么理论意义和实用价值？ 参考答案： 3-1-1参考答案：原子（或分子、离子）在三维空间呈周期性重复排列，即存在长程有序。 3-1-2参考答案：由于具有周期性的空间点阵结构，晶体具有下列共同性质：均一性，即晶 体不同部位的宏观性质相同；各向异性，即晶体在不同方向上具有不同的物理性质；自限性，即晶体能自发地形成规则的几何外形；对称性，即晶体在某些特定方向上的物理化学性质完全相同；具有固定熔点；内能最小。 性能上两大特点：固定的熔点，各向异性。 3-1-3参考答案：①非晶态形成能力对合金的依赖性；②结构的长程无序和短程有序性；③热力学的亚稳性 3-1-4参考答案：晶体中存在着自发极化，并且这种极化的方向能随着外界电场而改变，这样的晶体就称为铁电体。 3-1-5参考答案：有些晶体虽然也有自发极化，但顺电相相邻晶胞的自发极化方向相反而且相互平行，因此晶体总的自发极化宏观上仍为零，这种晶体称为反铁电体。 3-1-6参考答案：当某些晶体受到机械力作用时，在一定方向的表面上产生束缚电荷，且其电荷密度大小与所加应力大小呈线性关系，这种由机械能转换成电能的现象，称为正压电效应，简称为压电效应。 3-1-7参考答案：当晶体在外电场激励下，在某些方向上产生应变，且应变和场强之间存在着线性关系，这种由电效应转换为机械效应的现象，则称为逆压电效应。 3-1-8参考答案：缺陷化学的研究对象是点缺陷，但不包括声子和激子。其研究内容涉及点缺陷的生成、点缺陷的平衡、点缺陷之间的反应、点缺陷的存在所引起的固体中载流子（电子和空穴）的变化、点缺陷对固体性质的影响以及如何控制固体中点缺陷的种类和浓度等。 3-1-9参考答案：缺陷化学具有重要的理论意义和实用价值。固体中的化学反应，只有通过缺陷的运动。陶瓷材料在高温时能正常烧结的基本条件是：材料中要有一定的缺陷机构与缺陷浓度，以使许多传质过程能顺利进行。点缺陷对材料的性质也有重要的影响，例如，固体材料的导电性与缺陷关系极大。可以说，缺陷化学及其相关的能带理论，是无机材料化学中最重要的内容。正如West所说："在固态科学中，晶体缺陷的研究是一个活跃和迅速发展的领域。” 2：[论述题]3-2-1、何谓非化学计量缺陷？ 3-2-2、何谓弗仑克尔缺陷？ 3-2-3、何谓肖特基缺陷？

材料化学课后题答案

一．内蒙古科技大学材料化学课后题答案二．应用化学专业1166129108 三．什么是纳米材料？ 答：所谓纳米材料，是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度调制的各种固体超细材料，或由它们作为基本单元构成的材料。 四．试阐述纳米效应及其对纳米材料性质的影响？ 答： 1.小尺寸效应；使纳米材料较宏观块体材料熔点有显著降低，并使纳米材料呈现出全新的声，光，电磁和热力学特性。 2.表面与界面效应；使纳米颗粒表面具有很高的活性和极强的吸附性。 3. 量子尺寸效应；使纳米微粒的磁，光，热，电以及超导电性与宏观特性有着显著不同。 4. 宏观量子隧道效应；使纳米电子器件不能无限制缩小，即存在微型化的极限。 三．纳米材料的制备方法？ 答：1.将宏观材料分裂成纳米颗粒。 2.通过原子，分子，离子等微观粒子聚集形成微粒，并控制微粒的生长，使其维持在纳米尺寸。 四．1．玻璃体：冷却过程中粘度逐渐增大，并硬化形成不结晶且没有固定的化学组成硅酸盐材料。 2.陶瓷：凡是用陶土和瓷土这两种不同性质的黏土为原料经过配料，成型，干燥，焙烧等工艺流程制成的器物都可叫陶瓷。 3.P-型半导体：参杂元素的价电子小于纯元素的价电子的半导体。 4.黑色金属：是指铁，铬，锰金属及它们的合金。 5.有色金属:除铁，铬，锰以外的金属称为有色金属。 6.金属固溶体：一种金属进入到另一种金属的晶格内，对外表现的是溶剂的晶格类型的合金。 7.超导体：具有超低温下失去电阻性质的物质。 五．1．简述传统陶瓷制造的主要原料？ 答：黏土，长石，石英矿是制造传统陶瓷的主要原料。 2.陶瓷是否一定含有玻璃相？ 答：并非所有的陶瓷材料都含有玻璃相，某些非氧特种陶瓷材料可以近乎100%的晶相形式存在。 3.试讨论超导体性质的形成原理及超导状态时所表现出来的特殊现象？ 答：电子同晶格相互作用，在常温下形成导体的电阻，但在超低温下，这种相互作用是产生超导电子对的原因。温度越低所产生的这种电子对越多，超导电子对不能相互独立地运动，只能以关联的形式做集体运动。于是整个空间范围内的所有电子对在动量上彼此关联成为有序的整体，超导电子对运动时，不像正常电子那样被晶体缺陷和晶格振动散射而产生电阻，从而呈现无电阻的超导现象。物质处于超导状态时会表现出电阻消失和完全抗磁性现象。 4.简述形状记忆合金原理？