BÀI TẬP VẬT LIỆU doc

V D V BI TP CHNG CU TRC VT LIU EMBED Equation.2 à Đ I PHN V D Tớnh mt xp th tớch Mv ca NaCl, bit r(Na+) = 0,98 Ao, R(Cl-) = 1,81 Ao. Gii: EMBED Equation.2 à Đ ng (Fcc) cú bỏn kớnh nguyờn t l 1,278 Ao. Tớnh khi lng riờng ca Cu v so sỏnh vi s liu trong ph lc Gii: Trong Fcc, EMBED Equation.2 à ĐAo S nguyờn t/ 1 ụ c s = 4 EMBED Equation.2 à Đ Khi lng riờng dCu = 4 (63,5 / 6,02. 1023) / (3,61. 10-8)3 = 8,98 g/cm3 Theo ph lc dCu = 8,96 g/cm3 Tớnh mt thng ca nguyờn t theo phng [110] ca Cu (Fcc). Gii: Mt thng = s nguyờn t / chiu di (cm) Tớnh lp li trờn phng [211] ca Cu (Fcc). lp li theo mt phng (Repetition spacing) = khong cỏch gia cỏc nguyờn t trờn phng ú. Phng [211]: ng thng ni t gc O n im (1, 1/2, 1/2) : im K gia ca mt ABCD. A B C D K [110] [211] A B C D M K a/2 a/2 a O OK 2 = OM 2 + MK 2 = OA 2 + AM 2 + MK 2 OK = 2 6a 4 a 4 a a 22 2 =++ = 3 61 6 2 4 43 0 , ,= A 1) Tớnh mt phng trờn (100), (111), ca Pb (Fcc) Mt phng = s nguyờn t / 1 n v din tớch (mm 2 ) Mt phng (Planar density: PD) = Soỏ nguyeõn tửỷ treõn maởt S Dieọn tớch maởt S Gii: T ph lc r Pb = 1,750 A 0 a Pb = 4 2 4 1750 2 r = = ( , ) = 4,95 A o n S (100) = Đ 2 nguyờn t S = a2 PD (100) = EMBED Equation.2 à Đ= 8,2. 1012 nguyờn t/mm2 nS (111) = EMBED Equation.2 à Đ S = EMBED Equation.2 Đ PD (111) = EMBED Equation.2 à Đ= 0,095 nguyờn t / A2 = 9,5. 1012 nguyờn t / mm2 6) So sỏnh d111 vứ d200 trong Pb (Fcc), aPb = 4,95 A0. Gii: d200 = EMBED Equation.2 à Đ d111 = EMBED Equation.2 à Đ 7) St thay i t Bcc sang Fcc 910 0 C. ỷ nhit ny, bỏn kớnh nguyờn t ca st trong hai cu trỳc l 1,258 A 0 (Bcc) v 1,292 A 0 (Fcc). Tớnh % th tớch thay i. Gii: C s tớnh : 4 nguyờn t Fe, hoc 2 ụ c s ca Fe (Bcc) (n / ụ c s = 2) hoc 1 ụ c s ca Fe (Fcc) (n / ụ c s = 4) i vi Bcc V 0 = 2a 3 = 2 [ EMBED Equation.2 3 258,1 x 4 ] 3 = 49,1 A 3 Fcc V 1 = a 3 = [ EMBED Equation.2 2 292,1 x 4 ] 3 = 48,7 3 V = EMBED Equation.2 %8,0%100 x 1,49 1,497,48 %100. V VV 0 01 = = 8) Hp kim cha 80% khi lng Al v 20 % khi lng Mg. Tớnh % nguyờn t mi loi. Gii: C s tớnh 100g hp kim Al Mg 80g EMBED Equation.2 Khi lng mi nguyờn t EMBED Equation.2 20g S nguyờn t mi nguyờn t EMBED Equation.2 98,26 )10.02,6(80 23 x EMBED Equation.2 ( EMBED Equation.2 Avogadro Soỏ x gam tửỷ nguyeõn lửụùng khoỏi ) EMBED Equation.2 EMBED Equation.2 )10.02,6( 3,24 20 23 x 2 = 2,97 x 6,02.10 23 ( EMBED Equation.2 /mol tử nguyên x g/mol g ) = 0,823 x 6,02. 10 23 Tổng số ngun tử = (2,97 + 0,823). 6,02. 10 23 % ngun tử Al = EMBED Equation.2 23 23 10.02,793,3 10.02,697,2 6 x x x 100% = 78% % ngun tử Mg = EMBED Equation.2 0 823 6 0210 3 793 6 0210 23 23 , , . , , . x x x 100% = 22% 9) Trong cấu trúc MgO, các ion Mg 2+ bị thay thế bởi Fe 2+ theo tỷ lệ Mg 2+ / Fe 2+ = 17 / 10. Tính tỉ số khối lượng MgO / FeO. Giải: EMBED Equation.2 Mg Fe 2 2 17 10 + + = = tỉ số mol Khối lượng MgO = EMBED Equation.2 AN 685 10.02,6 )163,24(17 23 = + AN : Số Avogadro Khối lượng FeO = EMBED Equation.2 23 10.02,6 )168,55(10 + = EMBED Equation.2 AN 718 Tỉ số khối lượng EMBED Equation.2 96,0 718 685 FeO MgO == 10) Khối lượng riêng thực tế của Al đơn tinh thể là 2,679 g/cm 3 . Hằng số mạng a = 4,049 A 0 (Al : Fcc). Nếu sự khác nhau giữa khối lượng riêng thực tế và tính tốn là do sự có mặt các lỗ trống trong tinh thể. a) Tính phần ngun tử bị bỏ trống. b) Tính số lỗ trống trên 1cm 3 . Giải: Số ngun tử thực tế / 1 cm 3 = EMBED Equation.2 2 697 26 98 6 0210 6 02 10 23 22 3 , ( , ) / ( , . ) , .= ûnguyên tư cm Số vị trí của ngun tử / 1cm 3 = EMBED Equation.2 Số nguyê nguyên tư cm n tử Ô cơ sở Thể tích ô cơ sở û/ ( , . ) , .= = − 4 4 04910 6 03 10 8 3 22 3 b) Số vị trí bị bỏ trống / cm 3 = (6,03 – 6,02).10 22 EMBED Equation.2 nguyên tư cm û 3 = 0,01.10 22 chổ trống / cm 3 a) Phần vị trí bỏ trống = EMBED Equation.2 0 0110 6 0210 1 600 22 22 , . , . = ⇒ Cứ 600 vị trí sẽ có 1 vị trí bị bỏ trống. 11) Mạng FeO có Fe 3+ với tỷ lệ Fe 3+ / Fe 2+ = 1/2 a) Tính phần vị trí trống trong tổng số các vị trí cation b) Tính phần khối lượng oxy. Giải: a) Để cân bằng điện tích 2 EMBED Equation.2 ( ) ( ) // Fe V Fe Fe 3 2 2 + • + + = EMBED Equation.2 ⇔ 2 Fe 3+ EMBED Equation.2 → 1 trống Fe 2+ 3 100 ion Fe 2+ EMBED Equation.2 ⇔ EMBED Equation.2 100 2 = 50 ion Fe 3+ EMBED Equation.2 ⇔ EMBED Equation.2 50 2 = 25 vị trí trống Fe 2+ Tổng số vị trí cation 100 + 50 + 25 = 175 Phần vị trí trống = 25 / 175 = 0,14 b) 100 Fe 2+ EMBED Equation.2 → 100 O 2- (FeO) 50 Fe 3+ EMBED Equation.2 → 75 O 2- (Fe 2 O 3 ) 150 ion Fe 175 O 2- Khối lượng oxy = 175 (16 / AN) = 2800 / AN Khối lượng sắt = 150 (55,8 / AN) = 8370 / AN Phần khối lượng oxy = EMBED Equation.2 2800 2800 8370 / ( ) / AN AN+ = 0,251 12) a) Tính số nguyên tử / ô cơ sở của CaF 2 (số Ca 2+ , F - ) b) Tính khối lượng 1 ô cơ sở. a) EMBED Equation.2 n Ca 2 1 8 8 1 2 6 4 + = + = x x , nF - = 8 b) Khối lượng 1 ô cơ sở = EMBED Equation.2 8 19 4 40 08 6 02 10 5 2 10 23 22 x x x x + = − , , , g 13) Ferrospinel có công thức 32 O 2- , 16 Fe 3+ và 8 ion hóa trị 2. Nếu tỷ lệ ion hóa trị 2 là Zn 2+ / Ni 2+ = 3/ 5. Tính phần khối lượng ZnO, NiO và Fe 2 O 3 phải sử dụng để chế tạo ferrospinel. Giải: 5 NiO + 3 ZnO + 8 Fe 2 O 3 → (Zn 3 , Ni 5 )Fe 16 O 32 Cơ sở tính: 8 mol Fe 2 O 3 Phần khối lượng 5 NiO = 5 (58,71 + 16) = 373,5 = 0,197 3ZnO = 3 (65,37 + 16) = 244,1 = 0,129 8 Fe 2 O 3 = 8 (2 x 55,8 + 3 x 16) = 1277,6 = 0,673 1895,2 0,999 14) Xét mẫu MgO chứa 0,2% khối lượng Li 2 O. Tính sự tăng mật độ trống do sự có mặt của tạp chất (Nếu xem như không tạo nguyên tử xen kẻ). M Li = 6,941, M 0 = 16, M Mg = 24,31 Cơ sở tính 100 g vật liệu: Số mol Li 2 O = EMBED Equation.2 g M M Li O Li O 2 2 0 2 2 6 941 16+ + + = , , x 6,7.10 -3 mol sẽ có 2 x 6,7.10 -3 mol Li + và 6,7.10 -3 mol O 2- Số mol MgO = EMBED Equation.2 g M M MgO Mg O + = + 99 8 24 31 16 , , = 2,4758 mol sẽ có 2,4758 mol Mg 2+ và 2,4758 mol O 2- Trong mẫu có 1,34.10 -2 mol Li + 2,478 mol Mg 2+ 6,7.10 -3 + 2,4758 = 2,48425 mol O 2- Tổng số mol 4,9759 mol 2 EMBED Equation.2 Li V Mg O / = •• Số trống oxy: N OV = EMBED Equation.2 N Li 2 2 6 710 2 3 = − x , . = 6,7.10 -3 mol 4 Mật độ trống oxy: C OV = EMBED Equation.2 N N ov T = = − − 6 710 4 9759 13410 3 3 , . , , . 15) Trong một vài cấu trúc tinh thể, mật độ trống ở 35 0 C gấp 2 lần so với 25 0 C. Ở nhiệt độ nào thì mật độ trống = 1 / 2 ở 25 0 C. C V (35 0 C) = 2CV (25 0 C) (1) T 1 = 35 + 273 = 308 C V (T) = 1/2 CV (25 0 C) (2) T 2 = 25+ 273 = 298 exp(- EMBED Equation.2 Q R Q R Q R Q R. ) exp( . ) ( ) ln ( ) ( ) 308 2 298 1 308 2 1 298 3= − ⇔ − = − exp(- EMBED Equation.2 Q RT Q R Q R T Q R ) exp( . ) ( ) ln ( ) ( )= − ⇔ − = − − 1 2 298 1 2 1 298 4 Cộng 2 vế (3) & (4): EMBED Equation.2 298 2 T 1 308 1 298 2 R Q ] T 1 308 1 [ R Q =+⇔−=+− EMBED Equation.2 ⇒ T = 288,6 0 K = 15,6 0 C 16) Giả sử có ion X 3+ thay thế Mg 2+ trong MgO a) Viết phương trình cấu trúc cho sự thay thế b) Nếu tỷ lệ X 3+ / Mg 2+ = 0,25. Tính tỉ lệ cation / anion 2 EMBED Equation.2 X V Mg Mg • = // 100 Mg 2+ EMBED Equation.2 → 25 X 3+ EMBED Equation.2 → 12,5 V Mg EMBED Equation.2 ⇒ Tổng số cation 125 (không phải tổng số vị trí cation) 100 Mg 2+ EMBED Equation.2 → 100 O 2- 25 X 3+ EMBED Equation.2 → 37,5 O 2- Tổng anion = 137,5 EMBED Equation.2 ⇒ Tỉ số EMBED Equation.2 91,0 5,137 125 anion cation == 17) Ở 1000 0 C có 1,7% kl Cacbon tạo dung dịch rắn với Fe (Fcc) EMBED Equation.2 ⇒ Sẽ có bao nhiêu nguyên tử C cho 100 ô cơ sở. Fe(Fcc) EMBED Equation.2 → nFe /ô = 4 EMBED Equation.2 ⇒ 100 ô = 400 nguyên tử Fe Khối lượng 400 nguyên tử = 400 x EMBED Equation.2 AN 85,55 Khối lượng 100 ô = 400 x EMBED Equation.2 AN 22726 3,98 100 x AN 85,55 = Số nguyên tử Cacbon EMBED Equation.2 22726 17 100 12 01 32 AN AN x x , , = 18) Mạng khuyết tật Fe (1-x) O có cấu trúc giống NaCl, ngoại trừ vài vị trí trống ion Fe 2+ và có một vài phần Fe 3+ thay thế Fe 2+ . Trong đó x= 0,04 ÷ 0,16 tùy thuộc vào nhiệt độ và lượng oxy có sẳn. Nếu mạng này chứa 52% nguyên tử oxy và có hằng số mạng là 0,429 nm. a) Tính tỉ số Fe 2+ / Fe 3+ b) Tính khối lượng riêng. Cơ sở tính 100 nguyên tử = 52 nguyên tử oxy và 48 nguyên tử Fe 2 EMBED Equation.2 ( ) ( ) // Fe V Fe Fe 3 2 2 + • + + = Giả sử có y Fe 3+ : 52(-2) + y(+3) + (48 - y) (+2) = 0 EMBED Equation.2 ⇒ y = 8 EMBED ISISServer Hóa trị O 2- Hóa trị Fe 3+ Hóa trị Fe 2+ EMBED Equation.2 ⇒ Fe 3+ = 8 5 EMBED Equation.2 ⇒ Fe 2+ = 40 EMBED Equation.2 ⇒ Fe 2+ / Fe 3+ = 5 Có 52 O 2- EMBED Equation.2 ⇒ tính cho 13 ơ cơ sở (vì mỗi ơ có 4 O 2- ) d = EMBED Equation.2 3 3923 cm/g7,5 )10.429,0( x 13 x 10.02,6 )16(52)85,55(48 = + − Thể tích 1 ơ 19) CaF 2 có khối lượng riêng ban đầu là d 0 , sau khi có mất trật tự thì có khối lượng riêng là d 1 . Biết M Ca = 40; M Al = 27; M Sr = 87,62; M Y = 88,91; M F = 19. Nếu d 1 < d 0 thì đó là do ngun nhân nào dưới đây: a) mất trật tự kiểu Frenkel anion b) mất trật tự kiểu Schottky c) khi Sr 2+ thay chổ Ca 2+ d) Thêm YF 3 vào CaF 2 sao cho Y 3+ thay chổ Ca 2+ , F (trong YF 3 ) ở vị trí xen kẽ e) Thêm AlF 3 vào CaF 2 sao cho Al 3+ thay chổ Ca 2+ , trống Ca 2+ Giải: EMBED Equation.3 ANxV 19x840x4 d 0 + = a) Mất trật tự kiểu Frenkel anion: tạo F - ở vị trí xen kẽ và trống F, như vậy số ion F trong một ơ khơng đổi, nên d 1 = d o b) Mất trật tự kiểu Schottky: trống Ca và trống F, như vậy số ion Ca và F trong một ơ đều giảm, nên d 1 < d o c) Sr 2+ thay chổ Ca 2+ : khơng tạo điện tích dư, M Sr > M Ca nên d 1 > d o d) Y 3+ thay chổ Ca 2+ , F (trong YF 3 ) ở vị trí xen kẽ: (Y 3+ ) . (Ca2+) = F i ’ Do M Y > M Ca và số ion F trong một ơ tăng lên, nên d 1 > d o e) Al 3+ thay chổ Ca 2+ , trống Ca 2+ : 2(Al 3+ ) . (Ca2+) = V (Ca2+) ’’ Như vậy cứ 2 Al 3+ đi vào, sẽ có 3 Ca 2+ đi ra. e) 2 x 27 < 3 x 40 nên d 1 < d o Tóm lại nếu d 1 < d o thì đó là do a) và e) 20) Nếu ứng suất tiếp tới hạn trên phương [1 EMBED Equation.2 1 0] và trên mặt (111) của đơn tinh thể Cu ngun chất là 142 psi (0,1 kg/ mm 2 ), thì ứng suất áp dụng trên phương [100] là bao nhiêu để tạo ra trượt trên mặt (111) EMBED ISISServer θ φ [100] [111] [110] n σ = ? Cách 1: Dùng hình học cos φ = EMBED Equation.2 hằng số mạng đường chéo khối a a = = = 3 1 3 0 577, EMBED Equation.2 cos ,θ = = = = hằng số mạng đường chéo mặt a a 2 1 2 0 707 σ = EMBED Equation.2 τ θ φcos cos , , = = 142 0 707 0577 350 x psi Cách 2: Dùng cơng thức Góc giữa phương [100] và mặt (111) EMBED Equation.2 cosφ = + + + + = 1 0 0 1 1 1 3 2 2 2 2 x 1+ 0 x 1+ 0 x 1 1 1 2 2 = 0,577 Góc giữa phương [100] và phương [1 EMBED 6 Equation.2 1 0] EMBED Equation.2 cos ( ) ,θ = + + + − + = = 1 0 0 1 0 1 2 0 707 2 2 2 2 x 1+ 0 x (-1)+ 0 x 0 1 1 2 2 Tính σ như cách 1 II PHẦN BÀI TẬP 1) Điền vào bảng, quan hệ giữa bán kính nguyên tử r và các kích thước của ô cơ sở đối với Bcc, Fcc và Lập phương đơn giản (chỉ có 8 nguyên tử trên 8 đỉnh của hình lập phương). Bcc Fcc LP Hằng số mạng a Đường chéo mặt Đường chéo khối 2) Ag (Fcc) có r = 1,444 A 0 . Tính hằng số mạng và thể tích ô cơ sở. 3) Au (Fcc) có a = 4,078 A 0 , Nguyên tử lượng 197. Tính khối lượng riêng của nó. 4) Zn (Hcp) có c = 4,94 A 0 , khoảng cách giữa tâm 2 nguyên tử kề nhau trên mặt đáy ô cơ sở là 2,665 A 0 . Tính: a) Số nguyên tử / ô cơ sở b) Thể tích ô cơ sở c) Tính khối lượng riêng ĐS: a) 6 b) 9,1.10 -23 cm 3 c) 7,16 g / cm 3 5) Nguyên tử lượng của Na là 22,990 và Cl là 35,453. Nếu khối lượng riêng là 2,165 g / cm 3 . Tính: a) Hằng số mạng a b) Đường chéo mặt777"7 7ư7l7 7`7b7@7ᒐ777ᓆ7 777 7 7 7`7l7 777 7Đ777777707@ 7 77777777777 777777777777 7 7 7777777777 7777777777770777 7 777777h777777777777`777777777777p777777777777`777777777777`777777777777ð77 77 77777777 7 7 7777777777`7777777 77 7770777777 7 7 777777777777777"07 7 nguyên tử / cm b) 2,32.10 7 nguyên tử / cm 7) Tính mật độ phẳng của Cu (Fcc), r Cu = 1,278 A 0 trên mặt a) (100), b) (110) c) (111) ĐS: a) 1,53.10 13 nguyên tử /mm 2 b) 1,08.10 13 nguyên tử / mm 2 c) 1,77.10 13 nguyên tử / mm 2 8) Al (Fcc) có a = 4,049 A 0 . Tính a) d 220 b) d 111 c) d 200 ĐS: a) 1,432 A 0 b) 2,338 A 0 c) 2,025 A 0 9) Khoảng cách giữa các mặt (110) trong cấu trúc Bcc của một kim loại là 2,03 A 0 . a) Tính hằng số mạng a b) Tính bán kính nguyên tử. c) Kim loại đó là kim loại nào (Tra từ khối lượng nguyên tử) ĐS: a) 2,87 A 0 b) 1,243 A 0 c) Fe (Bcc) hoặc Ni 10) MgO có cấu trúc giống NaCl, khối lượng riêng của nó là 3,65 g / cm 3 . Tính kích thước ô cơ sở a và kiểm tra lại với EMBED Equation.2 r Mg 2+ = 0,78A 0 , EMBED Equation.2 R O 2− = 1,32A 0 . 11) Titan có cấu trúc Hcp với a = 2,965 A 0 , c = 4,683 A 0 ở nhiệt độ < 880 0 C và sẽ có cấu trúc Bcc với a = 3,32 A 0 ở nhiệt độ > 880 0 C. a) Mạng Ti sẽ dãn ra hay co lại khi đun nóng nó đến 900 0 C. 7 b) Tính độ thay đổi thể tích theo cm 3 /g. ĐS: a) mạng sẽ dãn ra b) 0,007 cm 3 / g. 12) Na (Bcc) có a = 4,29 A 0 . Biểu diễn sự sắp xếp nguyên tử (một cách gần đúng) trên mặt (110) và tính khoảng cách giữa các mặt này. 13) Kim cương có hằng số mạng a = 3,56 A 0 . Tính: a) Mật độ xếp thể tích b) Khối lượng riêng của kim cương. ĐS: a) 33,9 % b) 3,54 g / cm 3 . 14) Tính số nguyên tử trong một mẫu hình trụ lấy trên mặt đồng rắn (Cu có khối lượng riêng 8,93 g/cm 3 , nguyên tử lượng 63,55), biết mẫu có đường kính 1 µm và dày 1 µm. ĐS: 6,64.10 10 nguyên tử. 15) Một mol của MgO rắn chiếm một khối vuông có cạnh là 22,37 mm. Tính khối lượng riêng của MgO (M Mg = 24,31; M O = 16). ĐS: 3,60 g / cm 3 16) Một hợp kim chứa 85% khối lượng Cu và 15 % kl Sn. Tính % nguyên tử mỗi loại. Biết M Cu = 63,55; M Sn = 118,69. ĐS: 8,63 % Sn, 91,37 % Cu. 17) Có 5% nguyên tử Mg trong hợp kim Al-Mg. Tính % Khối lượng Mg và Al. Biết M Mg = 24,31; M Al = 26,98. ĐS: 4,53 % kl Mg và 95,47 % kl Al. 18) Hợp kim chứa 75% kl Cu và 25% kl Zn. Biết M Cu = 63,55; M Zn = 65,37. a) Tính % nguyên tử mỗi loại. b) Loại pha của hợp kim và loại cấu trúc của ô cơ sở. c) Tính khối lượng 1 ô cơ sở của hợp kim. d) Biết khối lượng riêng của hợp kim là 8,5 g/cm 3 , tính thể tích ô cơ sở. e) Tính hằng số mạng trung bình của ô cơ sở. ĐS: a) 75,53 % nguyên tử Cu, 24,47 % Zn b) Dd rắn, Fcc của đồng c) 4,25.10 -22 g d) 5.10 -23 cm 3 e) 3,68 A 0 19) Dung dịch rắn xen kẻ của Fe chứa C theo tỷ lệ C: Fe = 33:108. Tính % khối lượng Cacbon có mặt trong dung dịch rắn. ĐS: 6,2 % Cacbon. 20) Hợp kim chứa 80% kl Ni và 20% Cu tạo dd rắn thay thế (Fcc) với a = 3,54A 0 . Biết M Cu = 63,55; M Ni = 58,71. Tính khối lượng riêng của hợp kim. ĐS: 8,923 g / cm 3 . 21) Nếu 1% khối lượng Cacbon có trong Fe (Fcc), tính phần trăm các ô cơ sở có chứa cacbon. Giả sử mỗi ô cơ sở chỉ chứa tối đa 1 nguyên tử Cacbon. ĐS: 19% ô cơ sở có chứa cacbon 22) Tìm bán kính nguyên tử lớn nhất có thể nằm ở khe hở của Fe mà không gây ra ứng suất nội (do sai lệch mạng) a) Đối với Fe (Bcc) b) Đối với Fe (Fcc) Gợi ý: Tâm lỗ hổng lớn nhất ở Bcc ( EMBED Equation.2 1 2 1 4 0, , ) , Fcc ( EMBED Equation.2 1 2 1 2 1 2 , , ) ĐS: a) r (lỗ) = 0,37 A 0 b) r(lỗ) = 0,54 A 0 8 23) Đối với Cu ở 1000 0 C, cứ 473 nút mạng thì có 1 nút trống. Nếu số nút trống vẫn giữ nguyên khi Cu được làm nguội về 20 0 C. Tính khối lượng riêng của Cu ở nhiệt độ 20 0 C. ĐS: 8,92 g / cm 3 . 24) Tính khối lượng riêng của FeO chứa Fe 2 O 3 , nếu Fe 3+ / Fe 2+ = 0,14. Biết FeO + Fe 2 O 3 có cấu trúc của NaCl và trung bình (rFe+ R 0 ) = 2,15 A 0 . ĐS: 5,73 g / cm 3 25) a) Tính số nguyên tử / ô cơ sở của CaF 2 b) Tính khối lượng 1 ô cơ sở. ĐS: b) 5,2.10 -22 g. 26) Periclase (MgO) có cấu trúc giống NaCl. a) Nếu RO 2- = 1,32 A 0 , rMg 2+ = 0,78 A 0 . Tính M V b) Nếu r/R = 0,414. Tính M V ĐS: a) 63 % b) 79 % 27) a) Trong CsCl, RCl - = 1,81A 0 , rCs + = 1,65 A 0 . Tính M V b) Nếu r/ R = 0,732. Tính M V ĐS: a) 68 % b) 73 % 28) CaF 2 có rCa 2+ = 1,06 A 0 , RF = 1,33 A 0 . Tính M V và khối lượng riêng của CaF 2 ĐS: M v = 0,59; d = 3,09 g/cm 3 29)Tính khối lượng riêng của ZnS (Sphalerite) với rZn 2+ = 0,83A 0 , RS 2- = 1,74 A 0 . Khi K = 6. Giả sử khi K = 4 thì r’ = 0,94 r, R’ = 0,94 R (r,R là bán kính cation và anion khi K= 6). ĐS: d = 3,73 g/cm 3 30) MnS có hai dạng cấu trúc, một dạng với cấu trúc giống NaCl, một dạng giống với ZnS (Sphalerite).Tính khối lượng riêng và MV trong mỗi trường hợp. Biết: a) Với cấu trúc NaCl, RS 2+ = 1,74 A 0 , rMn 2+ = 0,91 A 0 , K = 6 b) Với cấu trúc ZnS, RS 2+ = 1, 64 A 0 , rMn 2+ = 0,68 A 0 , K = 4 ĐS: a) 3,38 g/cm 3 b) 3,76 g/cm 3 31) Viết các ký hiệu Kroger-Vink a) Trống Oxy trong MgO b) Sai hỏng Frenkel cation và anion trong MgO c) Sai hỏng Schottky trong MgO d) Sai hỏng Frenkel cation trong Li 3 N e) Trong SrCl 2 khi Ca 2+ thay Sr 2+ , Na + thay Sr 2+ , Al 3+ thay thế Sr 2+ 32) Nếu người ta muốn tăng số ion F - trong SrF 2 ở vị trí xen kẻ thì người ta phải thêm NaF hay LaF 3 . Tương tự nếu muốn tăng số lỗ trống F - thì phải thêm NaF hay LaF. 33) Giả sử có đơn tinh thể kim loại chịu tải theo phương [110] a) Nếu ứng suất trượt tới hạn là 0,34 MPa thì ứng suất áp đặt là bao nhiêu để tạo ra trượt trong hệ trượt (111) [110]. b) Với hệ trượt trên thì kim loại có cấu trúc Fcc, Bcc hay Hcp 34) Đơn tinh thể kim loại Fcc có ứng suất trượt tới hạn là 55,2 MPa. a) Tìm ứng suất lớn nhất có thể đặt vào một thanh kim loại này theo phương [112] để tạo ra trượt theo phương [101] trong mặt (111) 9 b) Tính lại kết quả nếu kim loại là Bcc, khi đó hệ trượt là [111] (101) với cùng giá trị τ tới hạn. BÀI TẬP LÀM THÊM 1) Si (có cấu trúc giống kim cương, a = 0,543 nm) chứa 10 21 nguyên tử B trong 1 m 3 để tạo bán dẫn loại p. Tính phần trăm khối lượng của B và số ô cơ sở Si có chứa 1 nguyên tử B. Biết M Si = 28,09, M B = 10,81. 2) Biết CaF 2 có rCa = 0.106 nm và RF = 0,133 nm. Hảy xác định : a) Hình chiếu trên mặt phẳng đáy của CaF 2 và mật độ xếp thể tích của khối lập phương tạo bởi 8 ion F - . b) Mật độ xếp của một mặt phẳng chỉ chứa ion dương. c) Mật độ xếp của một mặt phẳng chỉ chứa ion âm. 3) Ở 912 0 C thể tích ô cơ sở của Fe (Bcc) là 0,02464 nm 3 và của Fe (Fcc) là 0,0486 nm 3 . Tính phần trăm thay đổi khối lượng riêng khi Fe chuyển từ Bcc sang Fcc. Biết M Fe = 55,85. 4). Biết bán kính r (Ni 2+ ) = 0,078 nm, r (O 2- ) = 0,132 nm, hảy dự đoán cấu trúc, biểu diễn hình chiếu trên mặt phẳng ngang và tính mật độ sắp xếp thể tích của NiO. 5) Nếu CaF 2 (không có khuyết tật) đã được thay thế Ca 2+ bởi Y 3+ với tỉ lệ Y 3+ / Ca 2+ = 0.1. Tính khối lượng riêng CaF 2 khi có YF 3 . Biết MCa = 40, MY = 88,91, MF = 19 , rCa = 0,106 nm và RF = 0,133 nm Giả sử khi thêm YF 3 vào CaF 2 thì không tạo ra ion xen kẻ và hằng số mạng CaF 2 vẫn không đổi. 6) Si (có cấu trúc giống kim cương, a = 0,543 nm) chứa 0,000 001 % khối lượng P để tạo bán dẫn loại n. Tính số nguyên tử P trong 1 m 3 Si và số ô cơ sở Si có chứa 1 nguyên tử P. Biết M Si = 28,09, M P = 30,97. 7) Biết ZnS (sphalerite) có rZn = 0,083 nm và RS = 0,174 nm. Hảy xác định : a) Hình chiếu trên mặt phẳng đáy và khoảng cách gần nhất giữa hai ion dương. b) Mật độ xếp của một mặt phẳng chỉ chứa ion dương. c) Mật độ xếp của một mặt phẳng chỉ chứa ion âm. 8) MnS có hai dạng cấu trúc, một dạng với cấu trúc giống NaCl { r ( Mn 2+ ) = 0,083 nm, r (S 2- ) = 0,174 nm}, một dạng giống với ZnS (sphalerite) { r ( Mn 2+ ) = 0,068 nm, r (S 2- ) = 0,164 nm}. Tính phần trăm thay đổi thể tích khi dạng ZnS chuyển thành dạng NaCl. 9) Biết bán kính r(Cs + ) = 0,167 nm, r(I - ) = 0,22 nm, hảy dự đoán cấu trúc, biểu diễn hình chiếu trên mặt phẳng ngang và tính mật độ sắp xếp thể tích của CsI. 10) Mạng KCl (giống NaCl, không có khuyết tật) đã được thay thế K + bởi Ti 4+ với tỉ lệ Ti 4+ / K + = 0.1. Tính khối lượng riêng KCl khi có TiCl 4 . Biết M K = 39, M Ti = 47,9, M Cl = 35,5, r K = 0,133 nm và R Cl = 0,181 nm Giả sử khi thêm TiCl 4 vào KCl thì không tạo ra ion xen kẻ và hằng số mạng KCl vẫn không đổi. 11) Ở 1000 0 C có 1,7 % khối lượng cacbon tạo dung dịch rắn với Fe (Fcc) . Tính số nguyên tử cacbon trong 100 ô cơ sở của sắt. M Fe = 55,85 và M C = 12,01. 12) Biết CsCl có rCs = 0,165 nm và RCl = 0,181 nm. Hảy xác định : a) Hình chiếu trên mặt phẳng đáy và khoảng cách từ gốc đến mặt (112). b) Mật độ xếp của một mặt phẳng chỉ chứa ion dương. c) Mật độ xếp của một mặt phẳng chỉ chứa ion âm. 10 . xem như không tạo nguyên tử xen kẻ). M Li = 6,941, M 0 = 16, M Mg = 24,31 Cơ sở tính 100 g vật liệu: Số mol Li 2 O = EMBED Equation.2 g M M Li O Li O 2 2 0 2 2 6 941 16+ + + = , , x 6,7.10 -3 . + = = 1 0 0 1 0 1 2 0 707 2 2 2 2 x 1+ 0 x (-1)+ 0 x 0 1 1 2 2 Tính σ như cách 1 II PHẦN BÀI TẬP 1) Điền vào bảng, quan hệ giữa bán kính nguyên tử r và các kích thước của ô cơ sở đối với. Tính lại kết quả nếu kim loại là Bcc, khi đó hệ trượt là [111] (101) với cùng giá trị τ tới hạn. BÀI TẬP LÀM THÊM 1) Si (có cấu trúc giống kim cương, a = 0,543 nm) chứa 10 21 nguyên tử B trong 1