A4πr233=== Ai =
V43r2.0×10πr35=1.5×105 ㎝-1
m20×103g3 5 A = Ai ·V = Ai ·=1.5×= 3000 ㎝10×
ρ1.0gcm3
第三章 物质的结构和材料的性质
§3.1 原子核外电子运动状态
1.判别下列对原子核外电子运动的说法哪些是正确的，哪些是错误的？
（a) × （b) √ （c) ×
2.动量 位置
3.n 0,1,2,3共4 4f 7 4. 波动（干涉、衍射）
5.请对元素基态原子的有关问题填写下表：
组态 是否存在 主量子数 角量子数 轨道（个数） 最多可容纳电子数
1 p ×
2s √ 2 0 1 2
2d ×
3p √ 3 1 3 6
5f √ 5 3 7 14
6s √ 6 0 1 2
6.铯的电子逸出功为3.04×10-19 J，试求：
（1）使铯产生光效应的光的最小频率极其波长各是多少？
（2）如果要达到能量为2.4×10-19J,必须使用波长为多少纳米的光照射？ 解：由题意得：
Δε3.04×1019J14-1
= (1) ν==4.59×10 s 34h6.63×10Jsc3.0×108ms17=6.54×10m λ==141ν4.59×10schc3.0×108ms1×6.63×10= (2) λ==νΔε2.4×1019J34Js=8.3×107m
思考题
1.略
2.核外电子运动有什么特征？哪些事实可以说明？ 答：特征：光的波粒二象性 波动：干涉、衍射；
微粒：光电效应、黑体辐射现象
§3.2 元素周期律 金属材料
1.采用表格形式分别列出Ti，Cr，Ni,Cu,Ti4+,Cr3+,Ni2+,Cu2+的外层电子排布式和未成对电子数。
Ti 3d24s2 2 Cr 3d54s1 6 Ni 3d84s2 2 Cu 3d104s1 1 Ti4+ 3s23p6 0 Cr3+ 3s23p63d3 3 Ni2+ 3s23p64s2 2 Cu2+ 3s23p63d9 1
2.某元素的化合价为+6，最外层电子数为1，原子半径是同族元素中最小的，试写出它的： （1）核外电子排布； （2）外层电子排布式；
（3) +3价离子的外层电子排布式； 答：由题意得：该元素为Cr （1） 1s22s22p63s23p63d54s1
(2) 3d54s1
（3）3s23p63d5
3.分别计算出第三周期11Na , 14Si , 17Cl 三种元素核作用在外层电子上的有效核电荷数，并解释其对元素性质的影响。 解：11Na ：
14Si
Z′= 11－(2×1.00+8×0.85)=2.2
= 14－(2×1.00+8×0.85+3×0.35)=4.15 =17－(2×1.00+8×0.85+6×0.35)=6.1
： 17Cl：
4.比较Ti , Fe , Ca , Co , Ga , Mn , Br 的金属性强弱。
Ca > Ti > Mn > Fe > Co > Ga > Br
5.分别计算第四周期19K 和 20Ca 两种元素作用在4s电子上的有效核电荷数，比较两种元素的金属性强弱。 答：19K： =19－(10×1.00+8×0.85)=2.2 20Ca： =20－(10×1.00+8×0.85+1×0.35)=2.85 金属性：19K > 20Ca 6.略
?Z?Z7.什么叫固溶强化，它对金属材料的性质有何影响？
答：当溶质元素溶入溶剂元素后，能使原来的晶格发生畸变，它们将阻碍材料因外力作用而引起的形变，因而使固溶体的强度得到提高，但其延展性和导电性将会下降，这种现象称为固溶强化。
8.比较Ti ,Gr,Co,Cu与碳形成碳化物的趋向的大小，并解释理由。 答：Ti > Gr > Co > Cu d 电子数：
Ti Gr Co Cu 2 5 7 10
一般来讲，d 电子数越小，则金属元素与硼、碳、氮结合强度就越大，稳定性也越大。
思考题
1.p区零族元素和d区第Ⅷ族元素的最外层电子组态是否相同？试写出它们的通式。 答：p区零族元素： ns2np1~6
d区第Ⅷ族元素: (n－1)d1~10ns1~2
2.合金有哪几种基本类型？置换固溶体和间隙固溶体的晶格结构有何区别？
答：根据合金中组成元素之间相互作用的情况不同，一般可分为三种结构类型：金属固溶体型；金属间化合物型；简单机械混合型。
置换固溶体：溶质原子占据了溶剂原子的位置；
间隙固溶体：溶质原子半径小，分布在溶剂原子空隙之间。
§3.3 化学键 分子间力 高分子材料
练 习 题 1.用正确的内容和标号填入空格内，使下列说法完整无误： （1） c, f
(2) a b ,c ,d (3) a , d (4) d (5) b
2+4-
2.乙二胺四乙酸根合钙 Ca Y
3.比较化学键、氢键、分子间作用力的大小。 答：分子间作用力<氢键<化学键
4.分别指出能溶解聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚碳酸脂的溶剂。 答：聚甲基丙烯酸甲酯——环己酮 聚氯乙烯——丙酮 聚碳酸脂——乙醛
5.丁二烯 分子中的σ键和π键各是多少？ 答：9 ， 2
6.指出下列四组物质中有氢键的物质，并用电负性及化学的观点解释之。 （a）HF ， HCl , HI (b) (c)
H2O ,
H2SHSe , 2
CH3CH2OH,
CH4O ,
CH2OCH2
HN(CH2)6HN**C(CH2)4C (d) * H2CHC**H2Cn ,
HC*CNn ,
Cln
7.写出聚二甲基硅氧烷线型分子的化学式，简述它的性质和产生这些性质的原因。
CH3*SiCH3O*n答：
O性质及产生的原因：（1）耐热性。这是由于Si键、CO键的键能（452kJ?mol?1 ）大于CC键。
（2）耐寒性。线型有机硅氧烷的分子较对称，硅氧烷的极性不大，因此耐寒性较好。 （3）耐水性。聚有机硅氧烷的侧链是羟基，呈憎水性。
（4）电绝缘性。聚有机硅氧烷具有不随外电场而取向极化的非极性侧基和分子的对称性，因此有高度的绝缘性和介电性能。 8.略。
思 考 题
1.化学键是什么？一般可分成几类？各类化学键中原子、电子的关系是怎样？原子在分子中对电子吸引力的大小用什么来衡量？
答：①化学键：原子结合态（比如分子）中相邻原子间较强烈的相互作用。
② 一般可分为离子键、共价键两类。
③ 离子键是由正负离子痛过强烈的静电作用而形成的化学键，没有自由电子。
共价键是由共享电子对形成的化学键。 ④ 电负性来衡量。
2.两个氢原子是怎样结合成分子的？两个氦原子为什么不能结合成答：（1）在氢分子中，两个H原子的1s轨道可以组合成1个
He2分子？
H2的两个分子轨道。而2个
H1s电子首先填充在成键分子轨道中，填充的结果使整个分子系统的能量降低，因此，2分
子能够稳定存在。
（2）下面我做不来了~~~
§3.4 晶体缺陷 陶瓷和复合材料
1. 略。
2. 陶瓷一般由哪些相组成，它们对陶瓷的形成和性能有什么作用和影响？
答：陶瓷由晶相、玻璃相、晶界相和气相组成。 晶相决定了陶瓷的刚性、导热性等物理性质；
玻璃相对制品所起的作用是是黏结作用、填充气孔以及降低烧结温度等，同时也为制品提供了一定的韧性。
晶界的结构对陶瓷的性能影响很大；
气孔的存在可以提高陶瓷的绝热性能，但气孔也能使陶瓷的抗击穿能力下降，受力时容易产生裂纹，透明度下降。
+Na3. 为什么硅酸盐陶瓷做绝缘材料时要求离子含量越低越好？氧化铝（刚玉）陶瓷、氧
化镁陶瓷等绝缘性能如何，为什么一般情况下不用它们做绝缘材料？ 答：在陶瓷材料中，
K2ONa2O之比值不应小于3.5，即钠离子的含量越低越好。因为
金属离子的电荷数高，离子半径大，则与硅氧四面体负离子的结构也牢固，绝缘性能好。 高铝瓷、镁质瓷中，它们做绝缘材料。
4. 写出氮化硅陶瓷的化学式，指出化学键类型，指出它的特性和用途。
Al2O3和MgO 的含量很高，价格昂贵，所以一般情况下不用不用
Si3N4答：
温时的强度和硬度，在氧化性不太强的介质中最高安全使用温度可达1650℃~1750℃，因此氮化硅陶瓷可用于火箭发动机尾管及燃烧室，也可用于无冷却汽车发动机。
氮化硅是通过共价键结合而形成的原子晶体。它在1200℃下可维持室