上交材料科学基础习题与解答

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1、上海交通大学材料科学基础网络课程整理60各章例题、习题以及解答第1章原子结构与键合1.何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？    答案:在元素周期表中占据同一位置，尽管它们的质量不同，然它们的化学性质相同的物质称为同位素。由于各同位素的含中子量不同（质子数相同），故具有不同含量同位素的元素总的相对原子质量不为正整数。    2.已知Si的相对原子质量为28.09，若100g的Si中有5×1010个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？  

2、  答案:原子数=个    价电子数=4×原子数=4×2.144×1024=8.576×1024个    a)    b)共价键，共有2.144×1024个；需破坏之共价键数为5×1010/2=2.5×1010个；所以    3.有一共聚物ABS（A-丙烯腈，B-丁二烯，S-苯乙烯），每一种单体的质量分数均相同，求各单体的摩尔分数。    答案:丙烯腈(－C2H3CN－)单体相对分子质量为53；    丁二烯(－C2H3C2H3－)单体相对分子质量为54;    苯乙烯(－C2H3C6H5－)单体相对分子质量为104; 

3、   设三者各为1g，则丙烯腈有1/53mol，丁二烯有1/54mol，苯乙烯有1/104mol。    故各单体的摩尔分数为上海交通大学材料科学基础网络课程整理601.原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？答案2.在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些原则？答案3.在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点？从左到右或从上到下元素结构有什么区别？性质如何递变？答案4.何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？答案5.铬的原子序数为24，它共有四种同位素：4.31%的Cr原子

4、含有26个中子，83.76%含有28个中子，9.55%含有29个中子，且2.38%含有30个中子。试求铬的相对原子质量。答案6.铜的原子序数为29，相对原子质量为63.54，它共有两种同位素Cu63和Cu65，试求两种铜的同位素之含量百分比。答案7.锡的原子序数为50，除了4f亚层之外其它内部电子亚层均已填满。试从原子结构角度来确定锡的价电子数。答案8.铂的原子序数为78，它在5d亚层中只有9个电子，并且在5f层中没有电子，请问在Pt的6s亚层中有几个电子？答案9.已知某元素原子序数为32，根据原子的电子结构知识，试指出

5、它属于哪个周期？哪个族？并判断其金属性强弱。答案10.原子间的结合键共有几种？各自特点如何？答案11.图1-1绘出三类材料—金属、离子晶体和高分子材料之能量与距离关系曲线，试指出它们各代表何种材料。答案12.已知Si的相对原子质量为28.09，若100g的Si中有5×1010个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？答案13.S的化学行为有时象6价的元素，而有时却象4价元素。试解释S这种行为的原因。答案14.A和B元素之间键合中离子特性所占的百分比可近似

6、的用下式表示：这里xA和xB分别为A和B元素的电负性值。已知Ti、O、In和Sb的电负性分别为1.5，3.5，1.7和1.9，试计算TiO2和InSb的IC%。答案15.Al2O3的密度为3.8g/cm3，试计算a)1mm3中存在多少原子？b)1g中含有多少原子？答案16.尽管HF的相对分子质量较低，请解释为什么HF的沸腾温度(19.4℃)要比HCl的沸腾温度(-85℃)高？答案17.高分子链结构分为近程结构和远程结构。他们各自包括内容是什么？答案上海交通大学材料科学基础网络课程整理6018.高分子材料按受热的表现可分为

7、热塑性和热固性两大类，试从高分子链结构角度加以解释之。答案19.分别绘出甲烷(CH4)和乙烯(C2H4)之原子排列与键合.答案略20.高密度的聚乙烯可以通过氯化处理即用氯原子来取代结构单元中氢原子的方法实现。若用氯取代聚乙烯中8%的氢原子，试计算需添加氯的质量分数。答案21.高分子材料相对分子质量具有多分散性。表1-1为聚乙烯相对分子质量分布表表1-1分子量范围(´103)平均分子量Mi(´103)分子数分数xixiMi质量分数wiwiMi5~107.50.053750.0215010~1512.50.01620000.

8、10125015~2017.50.2238500.18315020~2522.50.2760750.29652525~3027.50.2055000.26715030~3532.50.0826000.13422535~4037.50.027500.02750试计算该材料的数均相对分子质量，重均相对分子质量以及数均聚合