1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

bài tập vật lí tinh thể, chất rắn cao học

11 731 3

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 11
Dung lượng 0,93 MB

Nội dung

Xỏc nh cỏc c trng ca mt s kiu mng tinh th thng gp Bi Mng lp phng n gin: - nh l cỏc nguyờn t kim loi hay ion dng kim loi - S phi trớ = - S n v cu trỳc: Bi Mng lp phng tõm khi: - nh v tõm hp lp phng l nguyờn t hay ion dng kim loi - S phi trớ = - S n v cu trỳc: bi3 Mng lp phng tõm din - nh v tõm cỏc mt ca hp lp phng l cỏc nguyờn t hoc ion dng kim loi - S phi trớ = 12 - S n v cu trỳc:4 Bi Mng sỏu phng c khớt (mng lc phng): - Khi lng tr lc giỏc gm ụ mng c s Mi ụ mng c s l mt hp hỡnh thoi Cỏc nh v tõm hp hỡnh thoi l nguyờn t hay ion kim loi - S phi trớ = 12 - S n v cu trỳc: Tớnh s phi trớ, hc t din, hc bỏt din, c khớt ca mng tinh th, lng riờng ca kim loi Tớnh: c khớt ca mng tinh th Lập ph- ơng tâm khối Lập ph- ơng tâm mặt C A B B A A Lục ph- ơng chặtkhít tớnh: Hc t din v hc bỏt din: Hốc tứ diện Hốc bá t diện a Mng lp phng tõm mt: - Hc t din l - Hc bỏt din l: + 12.1/4 = b Mng lc phng: - Hc t din l - Hc bỏt din l: + 12.1/4 = Tớnh : c khớt ca mng tinh th a) Mng tinh th lp phng tõm a a a = 4r S qu cu mt ụ c s : + 1/8 = Tng th tớch qu cu Th tớch ca mt ụ c s = r 3 a3 = 3 (a ) = 68% a3 b) Mng tinh th lp phng tõm din a a a = 4.r S qu cu mt ụ c s : 1/2 + 1/8 = 4 r 3 Tng th tớch qu cu = Th tớch ca mt ụ c s = a3 4 (a ) = 74% a3 c) Mng tinh th lc phng cht khớt S qu cu mt ụ c s: 1/6 + 1/12 + = r 3 Tng th tớch qu cu = Th tớch ca mt ụ c s a ( )3 = 2a a.a 2 = 74% a3 a 2a b= a a a a a = 2.r Ô sở a a a Nhn xột: Bng tng quỏt cỏc c im ca cỏc mng tinh th kim loi Cu trỳc Hng s S S S mng ht phi hc (n) trớ T Lp ===90o phng a=b=c tõm - S hc O c khớt (%) - 68 Kim loi kim, Ba, Fe, V, Cr, (lptk:bcc) Lp ===90o phng a=b=c tõm Kim loi 12 74 Au, Ag, Cu, Ni, Pb, Pd, din Pt, (lptd: fcc) Lc == 90o phng =120o c 12 74 Be, Mg, Zn, Tl, Ti, khớt abc (hpc) Tớnh : Khi lng riờng ca kim loi a) Cụng thc tớnh lng riờng ca kim loi D= 3.M P (*) hoc D = (n.M) / (NA.V1 ụ ) r N A M : Khi lng kim loi (g) ; NA: S Avogaro, n: s nguyờn t ụ c s P : c khớt (mng lp phng tõm P = 68%; mng lp phng tõm din, lc phng cht khớt P = 74%) r : Bỏn kớnh nguyờn t (cm), V1ụ : th tớch ca ụ mng b) p dng: Bi 1: Tớnh lng riờng ca tinh th Ni, bit Ni kt tinh theo mng tinh th lp phng tõm mt v bỏn kớnh ca Ni l 1,24 A Gii: a= a 4r 4.1, 24 3,507( A) ; P = 0,74 2 Khi lng riờng ca Ni: a 3.58, 7.0, 74 =9,04 (g/cm3) 4.3,14.(1, 24.108 )3 6, 02.1023 a = 4.r Bi 2: ( HSG QG 2007) Thc nghim cho bit pha rn, vng ( Au) cú lng riờng l 19,4 g/cm3 v cú mng li lp phng tõm din di cnh ca ụ mng n v l 4,070.10-10 m Khi lng mol nguyờn t ca vng l: 196,97 g/cm3 Tớnh phn trm th tớch khụng gian trng mng li tinh th ca vng Xỏc nh tr s ca s Avogadro Gii: - S nguyờn t ụ c s: 8.1/8 + 6.1/2 = a - Bỏn kớnh nguyờn t Au: a a = 4.r 4.r = a r= a /4= 1,435.10-8 cm Th tớch b chim bi cỏc nguyờn t: Vnguyờn t= 4/3..r3 = 4.4/3.3,14.(1,435.10-8 )3 = 5.10-23 cm3 Th tớch ụ n v: V1ụ = a3 = (4,070.10-8 )3 = 6,742.10-23 cm3 Phn trm th tớch khụng gian trng: (V1ụ - Vnguyờn t).100 / Vnguyờn t = 26% Tr s ca s Avogadro: NA = (n.M)/ ( D.Vụ) = 6,02.1023 Bi 3: ng kt tinh theo kiu lp phng tõm din a Tớnh cnh ca hỡnh lp phng ca mng tinh th v khong cỏch ngn nht gia hai tõm ca hai nguyờn t ng mng, bit nguyờn t ng cú bỏn kớnh bng 1,28A0 b Tớnh lng riờng ca ng theo g/ cm3 Cho Cu = 64 Gii: Bỏn kớnh nguyờn t Cu l: r = 1,28.10-8 cm T cụng thc: 4.r = a a= 4.r / = (4.1,28.10-8 )/1,41 = 3,63.10-8 cm Khong cỏch ngn nht gia tõm ca hai nguyờn t ng mng 2.r = 2,56.10-8 cm Khi lng riờng: D = (n.M) / (NA.V1 ụ ) = 8,896 g/cm3 Bi 4: ( HSG QG 2009) Mỏu c th ngi cú mu vỡ cha hemoglobin ( cht chuyn oxi cha st) Mỏu ca mt s ng vt nhuyn th khụng cú mu m cỏ mu khỏc vỡ cha kim loi khỏc ( X) T bo n v ( ụ mng c s) lp phng tõm din ca tinh th X cú cnh bng 6,62.10-8 cm Khi lng riờng ca nguyờn t ny l 8920 kg/m3 a Tớnh th tớch ca cỏc nguyờn t mt t bo v phn trm th tớch ca t bo b chim bi cỏc nguyờn t b Xỏc nh nguyờn t X Gii: S nguyờn t mt t bo: 8.1/8 + 6.1/2 = Tớnh bỏn kớnh nguyờn t: r = 1,276.10-8 cm Th tớch b chim bi cỏc nguyờn t V nguyờn t = 4.4/3..r3 = 3,48.10-23 cm3 Th tớch ụ mng c s V 1ụ = a3 = 4,7.10-23 cm3 Phn trm th tớch t bo b chim bi cỏc nguyờn t: 74% Khi lng mol phõn t: M = 63,1 g/mol Vy X l ng Bi 5: Xỏc nh lng riờng ca Na, Mg, K Gii: Xỏc nh lng riờng ca cỏc kim loi trờn theo cụng thc: D= 3.M P Sau ú in vo bng v so sỏnh lng riờng ca cỏc kim loi ú, gii r N A thớch kt qu tớnh c Kim loi Na Mg Al Nguyờn t (v.C) 22,99 24,31 26,98 Bỏn kớnh nguyờn t ( A ) 1,89 1,6 1,43 Mng tinh th Lptk Lpck Lptm c khớt 0,68 0,74 0,74 Khi lng riờng lý thuyt (g/cm3) 0,919 1,742 2,708 0,97 1,74 2,7 Khi lng riờng thc nghim (g/cm3) Nhn xột: Khi lng riờng tng theo th t: DNa < DMg < DAl L s bin i cu trỳc mng tinh th kim loi, c khớt tng dn v lng mol nguyờn t tng dn Bi 1: Tinh th NaCl cú cu trỳc lp phng tõm mt ca cỏc ion Na +, cũn cỏc ion Clchim cỏc l trng tỏm mt ụ mng c s ca cỏc ion Na +, ngha l cú ion Cl0 chim tõm ca hỡnh lp phng Bit cnh a ca ụ mng c s l 5,58 A Khi lng mol ca Na v Cl ln lt l 22,99 g/mol; 35,45 g/mol Cho bỏn kớnh ca Cl- l 1,81 A Tớnh : a) Bỏn kớnh ca ion Na+ b) Khi lng riờng ca NaCl (tinh th) Gii: Na Cl Cỏc ion Cl - xp theo kiu lp phng tõm mt, cỏc cation Na+ nh hn chim ht s hc bỏt din Tinh th NaCl gm hai mng lp phng tõm mt lng vo S phi trớ ca Na+ v Cl- u bng S ion Cl- mt ụ c s: 8.1/8 + 6.1/2 = S ion Na+ mt ụ c s: 12.1/4 + 1.1 = S phõn t NaCl mt ụ c s l a Cú: 2.(r Na+ + rCl-) = a = 5,58.10-8 cm r Na+ = 0,98.10-8 cm; b Khi lng riờng ca NaCl l: D = (n.M) / (NA.V1 ụ ) D = [ 4.(22,29 + 35,45)]/[6,02.1023.(5,58.10-8)3 ] D = 2,21 g/cm3; Bi 2: Phõn t CuCl kt tinh di dng lp phng tõm din Hóy biu din mng c s ca CuCl a) Tớnh s ion Cu+ v Cl - ri suy s phõn t CuCl cha mng tinh th c s b) Xỏc nh bỏn kớnh ion Cu+ Cho: D(CuCl) = 4,136 g/cm3 ; rCl-= 1,84 A ; Cu = 63,5 ; Cl = 35,5 Gii: Cỏc ion Cl - xp theo kiu lp phng tõm mt, cỏc cation Cu+ nh hn chim ht s hc bỏt din Tinh th CuCl gm hai mng lp phng tõm mt lng vo S phi trớ ca Cu+ v Cl- u bng S ion Cl- mt ụ c s: 8.1/8 + 6.1/2 = S ion Cu+ mt ụ c s: 12.1/4 + 1.1 = 4; S phõn t CuCl mt ụ c s l Khi lng riờng caCuCl l: D = (n.M) / (NA.a3 ) a = 5,42.10-8 cm ( a l cnh ca hỡnh lp phng) Cú: 2.(r Cu+ + rCl-) = a = 5,42.10-8 cm rCu+ = 0,87.10-8 cm; Bi 1: a) Hóy v s mụ t cu trỳc ca mt t bo s ng ca kim cng b) Bit hng s mng a = 3,5 A Hóy tớnh khong cỏch gia mt nguyờn t C v mt nguyờn t C lỏng ging gn nht Mi nguyờn t C nh vy c bao quanh bi my nguyờn t khong cỏch ú? c) Hóy tớnh s nguyờn t C mt t bo s ng v lng riờng ca kim cng Gii: a = 3,55 A Liên kết C-C dài 1,54 A a * Cỏc nguyờn t C chim v trớ cỏc nh, cỏc tõm mt v mt na s hc t din S phi trớ ca C bng ( Cacbon trng thỏi lai hoỏ sp2) * Mi t bo gm 8.1/8 + 6.1/2 + = nguyờn t * Khong cỏch gia mt nguyờn t Cacbon v mt nguyờn t cacbon lỏng giờng gn nht l: 2r = d/4; vi d l ng chộo ca hỡnh lp phng d = a 2.r = a / = 1,51.10-8 cm; b Mi nguyờn t cacbon c bao quanh bi nguyờn t cacbon bờn cnh c Khi lng riờng ca kim cng: D= n.M N A V = 8.12,011 = 3,72 g/cm3 6,02.10 23.(3.5.10 ) Bi 2: (HSG QG 2008) Silic cú cu trỳc tinh th ging kim cng Tớnh bỏn kớnh nguyờn t silic Cho lng riờng ca silic tinh th bng 2,33g.cm-3; lng mol nguyờn t ca Si bng 28,1g.mol-1 So sỏnh bỏn kớnh nguyờn t ca silic vi cacbon (rC = 0,077 nm) v gii thớch Gii: a T cụng thc tớnh lng riờng D= n.M N A V V1 ụ = ( 8.28,1)/(2,33.6,02.1023) = 16,027 cm3 a= 5,43.10-8 cm; d = a = 5,43.10-8 1,71 = 9.39.10-8 cm; Bỏn kớnh ca nguyờn t silic l: r = d/8 = 1,17 10-8cm; b Cú rSi (0,117 nm) > rC( 0,077 nm) iu ny phự hp vi quy lut bin i bỏn kớnh nguyờn t mt phõn nhúm chớnh Bi ng (Cu) kt tinh cú dng tinh th lp phng tõm din a) Tớnh cnh lp phng a( A ) ca mng tinh th v khong cỏch ngn nht gia hai tõm ca hai nguyờn t ng mng, bit rng nguyờn t ng cú bỏn kớnh bng 1,28 A b) Tớnh lng riờng d ca Cu theo g/cm3 (Cho Cu = 64) HD: a) a 4r a 4r 2.r 2.1, 28 3, 62 A b) S nguyờn t Cu mng tinh th: dCu m 4.M Cu 4.64 g 8,96 g / cm3 23 V a 6, 02.10 (3, 62.108 cm)3 Bi Phõn t CuCl kt tinh di dng lp phng tõm din Hóy biu din mng c s ca CuCl a) Tớnh s ion Cu+ v Cl - ri suy s phõn t CuCl cha mng tinh th c s b) Xỏc nh bỏn kớnh ion Cu+ Cho: d(CuCl) = 4,136 g/cm3 ; rCl = 1,84 A ; Cu = 63,5 ; Cl = 35,5 Bi T nhit phũng n 1185K st tn ti dng Fe vi cu trỳc lp phng tõm khi, t 1185K n 1667K dng Fe vi cu trỳc lp phng tõm din 293K st cú lng riờng d = 7,874g/cm3 a) Hóy tớnh bỏn kớnh ca nguyờn t Fe b) Tớnh lng riờng ca st 1250K (b qua nh hng khụng ỏng k s dón n nhit) Thộp l hp kim ca st v cacbon, ú mt s khong trng gia cỏc nguyờn t st b chim bi nguyờn t cacbon Trong lũ luyn thộp (lũ thi) st d núng chy cha 4,3% cacbon v lng Nu c lm lnh nhanh thỡ cỏc nguyờn t cacbon c phõn tỏn mng li lp phng ni tõm, hp kim c gi l martensite cng v dũn Kớch thc ca t bo s ng ca Fe khụng i c) Hóy tớnh s nguyờn t trung bỡnh ca C mi t bo s ng ca Fe vi hm lng ca C l 4,3% d) Hóy tớnh lng riờng ca martensite (cho Fe = 55,847; C = 12,011; s N = 6,022 1023 ) 10 HD: a) S nguyờn t Fe mt mng c s lp phng tõm l: d Fe m 2.55,847 2.55,847 a 2,87.10 cm 2,87 A V 6, 022.1023.a 6, 022.1023.7,874 a 4r r a 1, 24 A b) nhit 1250 st tn ti dng Fe vi cu trỳc mng lp phng tõm din Ta cú: a 2.r 2.1, 24 3,51 A ; d Fe 4.55,847 g 8,58 g / cm3 6, 022.1023.(3,51.108 cm)3 c) S nguyờn t trung bỡnh ca C mi t bo s ng ca Fe l: mC %C.mFe 4,3.2.55,847 0, 418 12, 011 % Fe.12, 011 95, 7.12, 011 d) Khi lng riờng ca martensite: (2.55,847 0, 418.12, 011) g 8, 20 g / cm3 6, 022.1023.(2,87.108 cm)3 Bi a) Hóy v s mụ t cu trỳc ca mt t bo s ng ca kim cng b) Bit hng s mng a = 3,5 A Hóy tớnh khong cỏch gia mt nguyờn t C v mt nguyờn t C lỏng ging gn nht Mi nguyờn t C nh vy c bao quanh bi my nguyờn t khong cỏch ú? c) Hóy tớnh s nguyờn t C mt t bo s ng v lng riờng ca kim cng Bi Tinh th NaCl cú cu trỳc lp phng tõm mt ca cỏc ion Na +, cũn cỏc ion Clchim cỏc l trng tỏm mt ụ mng c s ca cỏc ion Na +, ngha l cú ion Cl0 chim tõm ca hỡnh lp phng Bit cnh a ca ụ mng c s l 5,58 A Khi lng mol ca Na v Cl ln lt l 22,99 g/mol; 35,45 g/mol Tớnh : a) Bỏn kớnh ca ion Na+ b) Khi lng riờng ca NaCl (tinh th) 11 [...]... 022.1023.(2,87.108 cm)3 Bài 4 a) Hãy vẽ sơ đồ mô tả cấu trúc của một tế bào sơ đẳng của kim cương 0 b) Biết hằng số mạng a = 3,5 A Hãy tính khoảng cách giữa một nguyên tử C và một nguyên tử C láng giềng gần nhất Mỗi nguyên tử C như vậy được bao quanh bởi mấy nguyên tử ở khoảng cách đó? c) Hãy tính số nguyên tử C trong một tế bào sơ đẳng và khối lượng riêng của kim cương Bài 5 Tinh thể NaCl có cấu trúc... Cl0 chiếm tâm của hình lập phương Biết cạnh a của ô mạng cơ sở là 5,58 A Khối lượng mol của Na và Cl lần lượt là 22,99 g/mol; 35,45 g/mol Tính : a) Bán kính của ion Na+ b) Khối lượng riêng của NaCl (tinh thể) 11 ... Tớnh : c khớt ca mng tinh th a) Mng tinh th lp phng tõm a a a = 4r S qu cu mt ụ c s : + 1/8 = Tng th tớch qu cu Th tớch ca mt ụ c s = r 3 a3 = 3 (a ) = 68% a3 b) Mng tinh th lp phng tõm din... kớnh nguyờn t (cm), V1ụ : th tớch ca ụ mng b) p dng: Bi 1: Tớnh lng riờng ca tinh th Ni, bit Ni kt tinh theo mng tinh th lp phng tõm mt v bỏn kớnh ca Ni l 1,24 A Gii: a= a 4r 4.1, 24 3,507(... lut bin i bỏn kớnh nguyờn t mt phõn nhúm chớnh Bi ng (Cu) kt tinh cú dng tinh th lp phng tõm din a) Tớnh cnh lp phng a( A ) ca mng tinh th v khong cỏch ngn nht gia hai tõm ca hai nguyờn t ng mng,

Ngày đăng: 27/03/2016, 10:10

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w