固体物理学_百度文库
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固体物理学|固​体​物​理​学​课​件
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你可能喜欢能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始开发新资源，寻求经济发展的新动力．新型电池在工业和航空航天业上被广泛开发使用．（l）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途．富勒烯（C60）的结构如下图，其分子中碳原子轨道的杂化类型为____；1molC60分子中σ键的数目为____．（2）甲烷、甲醇、氢气等都可作为燃料电池的燃料．①甲醇的熔、沸点比甲烷的熔、沸点高，其主要原因是：____②用钦锰储氢合金储氢，与高压氢气钢瓶相比，具有重量轻、体积小的优点．锰的基态原子核外电子排布式为：____．金属钛的晶胞是面心立方结构（如图），则钛晶体的二个晶胞中钛原子数为：____，钛原子的配位数为：____．-乐乐题库
& 原子轨道杂化方式及杂化类型判断知识点 & “能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶...”习题详情
235位同学学习过此题，做题成功率86.8%
能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始开发新资源，寻求经济发展的新动力．新型电池在工业和航空航天业上被广泛开发使用．（l）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途．富勒烯（C60）的结构如下图，其分子中碳原子轨道的杂化类型为SP2；1mol&C60分子中σ键的数目为90NA．（2）甲烷、甲醇、氢气等都可作为燃料电池的燃料．①甲醇的熔、沸点比甲烷的熔、沸点高，其主要原因是：甲醇分子之间有氢键②用钦锰储氢合金储氢，与高压氢气钢瓶相比，具有重量轻、体积小的优点．锰的基态原子核外电子排布式为：1S22S22P63S23P63d54S2．金属钛的晶胞是面心立方结构（如图），则钛晶体的二个晶胞中钛原子数为：4，钛原子的配位数为：12．
本题难度：一般
题型：填空题&|&来源：2011-德州二模
分析与解答
习题“能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始开发新资源，寻求经济发展的新动力．新型电池在工业和航空航天业上被广泛开发使用．（l）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用上具有非常...”的分析与解答如下所示：
（1）根据富勒烯（C60）的结构可以看出每个C原子和其它三个C原子成键，为三个δ键和一个π键，由此判断杂化类型；根据C60分子中每个C原子和其它C原子形成三个δ键，平均一个C原子生成32个δ键来计算σ键的数目；（2）①根据形成氢键的条件来分析甲醇沸点高的原因；②利用晶胞的均摊法计算．在晶胞里面的原子记为一个；在面上的原子记为1/2个（因为这是一个原子被两个晶胞共有，每个晶胞分一半）；在楞上的原子记为1/4个（这是一个原子被4个晶胞共有）；在顶角上的原子记为1/8个（这是一个原子被8个晶胞共有）．
解：（1）根据富勒烯（C60）的结构可以看出每个C原子和其它三个C原子成键，为三个δ键和一个π键，故杂化类型为SP2杂化，C60分子中每个C原子和其它C原子形成三个δ键，平均一个C原子生成32个δ键，所以1mol&C60分子中σ键的数目为90NA，故答案为：SP2；90NA；（2）①甲醇中含有-OH，其中氧元素的电负性较大，原子半径小，可以形成氢键，所以甲醇的熔、沸点比甲烷的熔、沸点高，故答案为：甲醇分子之间有氢键；②Mn原子核外共25个电子，按照能量最低原则电子先填入能量最低的1s轨道，填满后再依次填入能量较高的轨道，其电子排布式为：1S22S22P63S23P63d54S2；金属钛晶胞中，钛原子位于晶胞的顶点和面心位置，则晶胞中含有钛原子的数目为：8×18+&6×12=4；由于钛原子位于晶胞的顶点，为8个晶胞共有，晶胞中两个距离最近的钛原子为顶点和面心位置，故每个钛原子周围距离相等且最近的有8×32=12个，故答案为：1S22S22P63S23P63d54S2；4；12．
本题考查杂化类型和晶体结构的分析，做题时注意晶胞的分析多利用均摊法，题目较为综合，但难度一般．
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能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始开发新资源，寻求经济发展的新动力．新型电池在工业和航空航天业上被广泛开发使用．（l）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用...
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经过分析，习题“能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始开发新资源，寻求经济发展的新动力．新型电池在工业和航空航天业上被广泛开发使用．（l）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用上具有非常...”主要考察你对“原子轨道杂化方式及杂化类型判断”
等考点的理解。
因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
原子轨道杂化方式及杂化类型判断
与“能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始开发新资源，寻求经济发展的新动力．新型电池在工业和航空航天业上被广泛开发使用．（l）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用上具有非常...”相似的题目：
[化学一物质结构与性质]（1）元素的第一电离能：Al&&&&Si（填“＞”或“＜“）．（2）基态Mn2+的核外电子排布式为&&&&．（3）硅烷（SinH2n+2）的沸点与其相对分子质量的变化关系如图1所示，呈现这种变化关系的原因是&&&&．（4）硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm-（含B、0、H&三种元素）的球棍模型如图2所示：①在Xm-中，硼原子轨道的杂化类型有&&&&；配位键存在于&&&&原子之间（填原子的数字标号）；&m=&&&&（填数字）．②硼砂晶体由Na+、Xm-和H2O构成，它们之间存在的作用力有（填序号）&&&&．A．离子键&&&B．共价键&&&&C．金属键&&&&&D．范德华力&&&&E．氢键．
氯化硼BCl3的熔点为-107℃，沸点为12.5℃，在其分子中键与键之间的夹角为120°，它能水解，有关叙述正确的是&&&&氯化硼液态时能导电而固态时不导电氯化硼中心原子采用sp杂化三氯化硼遇水蒸气会产生白雾氯化硼分子呈三角锥形，属极性分子
化学--物质结构与性质I、为减少温室效应，科学家设计反应：CO2+4H2→CH4+2H2O以减小空气中CO2．（1）若有1mol&CH4生成，则有&&&&molσ键和&&&&molπ键断裂．（2）CH4失去H-（氢负离子）形成CH+3（甲基正离子）．已知CH+3的空间结构是平面正三角形，则CH+3中碳原子的杂化方式为&&&&．Ⅱ、金属原子与CO形成的配合物称为金属羰基配合物（如羰基铁）．形成配合物时，每个CO提供一对电子与金属原子形成配位键，且金属原子的价电子和CO提供的电子总和等于18．（3）金属羰基配合物中，微粒间作用力有&&&&（填字母代号）a、离子键&&&&b、共价键&&&&c、配位键&&&&d、金属键（4）羰基铁是一种黄色油状液体，熔点-21℃、沸点102.8℃．由此推测，固体羰基铁更接近于&&&&（填晶体类型）．若用Fe（CO）x表示羰基铁的化学式，则x=&&&&．III．研究表明，对于中心离子为Hg+等阳离子的配合物，若配位体给出电子能力越强：则配位体与中心离子形成的配位键就越强，配合物也就越稳定．（5）预测HgCl24与HgI2-4的稳定性强弱，并从元素电负性的角度加以解释．答：HgCl2-4比HgI2-4更&&&&（填“稳定”或“不稳定”），因为&&&&．
“能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶...”的最新评论
该知识点好题
1原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X形成的单质是最轻的物质，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29．回答下列问题：（1）Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为&&&&，1mol&Y2X2含有σ键的数目为&&&&．（2）化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是&&&&．（3）元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是&&&&．（4）元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是&&&&，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物H2WCl3，反应的化学方程式为&&&&．
2（化学-物质结构与性质）C和Si元素在化学中占有极其重要的地位．（1）写出Si的基态原子核外电子排布式&&&&．从电负性角度分析，C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为&&&&．（2）SiC的晶体结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式为&&&&，微粒间存在的作用力是&&&&．（3）氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M为&&&&（填元素符号）．MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似．MO的熔点比CaO的高，其原因是&&&&．（4）C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2化学式相似，但结构和性质有很大不同．CO2中C与O原子间形成σ键和π键，SiO2中Si与O原子间不形成上述π健．从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成，而Si、O原子间不能形成上述π键&&&&．
3下列叙述不正确的是&&&&
该知识点易错题
1下列叙述不正确的是&&&&
2下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是&&&&
3化学--物质结构与性质I、为减少温室效应，科学家设计反应：CO2+4H2→CH4+2H2O以减小空气中CO2．（1）若有1mol&CH4生成，则有&&&&molσ键和&&&&molπ键断裂．（2）CH4失去H-（氢负离子）形成CH+3（甲基正离子）．已知CH+3的空间结构是平面正三角形，则CH+3中碳原子的杂化方式为&&&&．Ⅱ、金属原子与CO形成的配合物称为金属羰基配合物（如羰基铁）．形成配合物时，每个CO提供一对电子与金属原子形成配位键，且金属原子的价电子和CO提供的电子总和等于18．（3）金属羰基配合物中，微粒间作用力有&&&&（填字母代号）a、离子键&&&&b、共价键&&&&c、配位键&&&&d、金属键（4）羰基铁是一种黄色油状液体，熔点-21℃、沸点102.8℃．由此推测，固体羰基铁更接近于&&&&（填晶体类型）．若用Fe（CO）x表示羰基铁的化学式，则x=&&&&．III．研究表明，对于中心离子为Hg+等阳离子的配合物，若配位体给出电子能力越强：则配位体与中心离子形成的配位键就越强，配合物也就越稳定．（5）预测HgCl24与HgI2-4的稳定性强弱，并从元素电负性的角度加以解释．答：HgCl2-4比HgI2-4更&&&&（填“稳定”或“不稳定”），因为&&&&．
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1．Born M and Huang K. Dynamical Theory of Crystal Lattices. OxfordUniversity Press, Oxford, 1954.
2．程开甲. 固体物理学. 北京：高等教育出版社，1959.
3．黄昆. 固体物理学. 北京：人民教育出版社，1966.
4．Ashcroft N W and Mermin N D (CornellUniversity). SolidState Physics. Holt, Rinehart and Winston Inc., New York, 1976.
5. Madelung O. Introduction to Solid-State Theory. Springer-Verlag, Berlin, 1978.
6．Kittle C. Introduction to SolidState Physics. 5th Edition. J.Wiley and Sons, New York, 1976. 杨顺华等译．固体物理导论. 北京:科学出版社, 1979.
7．方俊鑫，陆栋. 固体物理学. 上海：上海科学技术出版社，1980.
8. Hall H E (University of Manchester). SolidState Physics. John Wiley & Sons Ltd., 1974. 刘志远，张增顺译. 固体物理学. 北京：高等教育出版社，1983.
9．叶良修. 半导体物理学. 北京：高等教育出版社，1984.
10．黄昆，韩汝琦. 固体物理学. 北京：高等教育出版社，1988.
11．马本遥钕确. 固体物理基础. 北京：高等教育出版社，1992.
12．李正中. 固体理论（第二版）. 北京：高等教育出版社，2002.
13．冯端，金国钧. 凝聚态物理学. 北京：高等教育出版社，2003.
14．田强，涂清云. 凝聚态物理学进展. 北京：科学出版社，2005.
1.（）布拉伐格子为体心立方的晶体是
2.（）布拉伐格子为面心立方的晶体是
3.（）布拉伐格子为简立方的晶体是
4.（）银晶体的布拉伐格子是
A. 面心立方
B. 体心立方
C. 底心立方
5.（）金属钾晶体的布拉伐格子是
A. 面心立方
B. 体心立方
C. 底心立方
6.（）金刚石的布拉伐格子是
A. 面心立方
B. 体心立方
C. 底心立方
7.（）硅晶体的布拉伐格子是
A. 面心立方
B. 体心立方
C. 底心立方
8.（）氯化钠晶体的布拉伐格子是
A. 面心立方
B. 体心立方
C. 底心立方
9.（）氯化铯晶体的布拉伐格子是
A. 面心立方
B. 体心立方
C. 底心立方
10.（）ZnS晶体的布拉伐格子是
A. 面心立方
B. 体心立方
C. 底心立方
11.（）下列晶体的晶格为简单晶格的是
12.（）下列晶体的晶格为复式晶格的是
13.（）晶格常数为的简立方晶格，原胞体积等于
14.（）晶格常数为的体心立方晶格，原胞体积等于
15.（）晶格常数为的面心立方晶格，原胞体积等于
16.（）晶格常数为的CsCl晶体的原胞体积等于
17.（）晶格常数为的NaCl晶体的原胞体积等于
18.（）晶格常数为的Cu晶体的原胞体积等于
19.（）晶格常数为的Na晶体的原胞体积等于
20.（）晶格常数为的Au晶体的原胞体积等于
21.（）晶格常数为的金刚石晶体的原胞体积等于
22.（）晶格常数为的Cu晶体的单胞体积等于
23.（）晶格常数为的Li晶体的单胞体积等于
24.（）晶格常数为的Ge晶体的单胞体积等于
25.（）晶格常数为的GaP晶体的单胞体积等于
26.（）晶体铜的配位数是
27.（）金属钠晶体的配位数是
28.（）金刚石的配位数是
29.（）面心立方密集的致密度是
30.（）体心立方密集的致密度是
31.（）晶体的布拉伐格子共有几种？
32.（）立方晶系的布拉伐格子共有几种？
33.（）四方晶系的布拉伐格子共有几种？
34.（）正交晶系的布拉伐格子共有几种？
35.（）表征晶格周期性的概念是
A. 原胞或布拉伐格子
B. 原胞或单胞
C. 单胞或布拉伐格子
D. 原胞和基元
36.（）晶体共有几个晶系？
37.（）不属于14种布拉伐格子的格子是
A. 面心立方
B. 体心立方
C. 底心立方
38.（）不属于14种布拉伐格子的格子是
A. 底心单斜
B. 体心四方
C. 底心四方
D. 简单四方
39.（）不属于14种布拉伐格子的格子是
A. 体心四方
B. 体心立方
C. 面心四方
D. 面心立方
40.（）不属于14种布拉伐格子的格子是
A. 简单三斜
B. 底心三斜
C. 简单单斜
D. 底心单斜
41.（）不属于14种布拉伐格子的格子是
A. 底心正交
B. 底心单斜
C. 面心正交
D. 面心四方
42.（）描述晶体宏观对称性的基本对称元素有
43.（）晶体点群有
44.（）不同的空间群共有
45.（）一个立方体的点对称操作共有
46.（）二维正方形晶格的点对称操作共有
47.（）二维长方形晶格的点对称操作共有
48.（）晶体没有下列哪一种对称轴
A. 3度对称轴
B. 4度对称轴
C. 5度对称轴
D. 6度对称轴
49.（）晶格常数为的一维单原子链，倒格子基矢的大小为
50.（）晶格常数为的一维双原子链，倒格子基矢的大小为
51.（）晶格常数为的简立方晶格的(010)面间距为
52.（）晶格常数为的简立方晶格的(110)面间距为
53.（）晶格常数为的简立方晶格的(111)面间距为
54.（）晶格常数为的简立方晶格的(210)面间距为
55.（）晶格常数为的体心立方晶格的(100)面间距为
56.（）晶格常数为的体心立方晶格的(110)面间距为
57.（）晶格常数为的体心立方晶格的(111)面间距为
58.（）晶格常数为的面心立方晶格的(100)面间距为
59.（）晶格常数为的面心立方晶格的(110)面间距为
60.（）晶格常数为的面心立方晶格的(111)面间距为
61.（）一个二维简单正交晶格的倒格子原胞的形状是
B. 正六边形
62.（）体心立方的倒格子是
A. 二维正方形
B. 面心立方
C. 体心立方
63.（）面心立方的倒格子是
A. 二维正方形
B. 面心立方
C. 体心立方
64.（）一个二维简单正交晶格的第一布里渊区形状是
B. 正六边形
65.（）一个简立方晶格的第一布里渊区形状是
A. 正六边形
B. 面心立方
C. 体心立方
66.（）体心立方晶格的第一布里渊区形状是
A. 平行六面体
B. 正八面体
C. 菱形十二面体
D. 截角八面体
67.（）面心立方晶格的第一布里渊区形状是
A. 平行六面体
B. 正八面体
C. 菱形十二面体
D. 截角八面体
68.（）三维晶格的原胞体积与倒格子的原胞体积之积等于
A. （2π）3
B. （2π）2
C. （2π）1
D. （2π）0
69.（）若简立方晶格的晶格常数由增大为，则简约布里渊区的体积变为
70.（）由N个原子组成的一维单原子链，简约布里渊区中的分立波矢取值有
71.（）有N个初基原胞的二维简单正方形晶格，简约布里渊区中的分立波矢状态有
72.（）N个基元构成的钠晶体，其相邻两原子之间的相互作用能为，只计最近邻相互作用，则钠晶体总的相互作用能为
73.（）对于一维单原子链晶格振动的频带宽度，若最近邻原子之间的力常数β增大为4β，则晶格振动的频带宽度变为原来的
74.（）一维双原子链晶格振动光频支与声频支之间的频隙宽度，与最近邻原子之间力常数的关系是
B. 单调增加
C. 单调减少
75.（）对于一维双原子链晶格振动光频支与声频支之间的频隙宽度，若最近邻原子之间的力常数β增大为4β，则频隙宽度变为原来的
76.（）晶格振动的能量量子称为
77.（）含有N个初基原胞的铜晶体，晶格振动的声学波支数为
78.（）含有N个初基原胞的铜晶体，晶格振动的光学波支数为
79.（）含有N个初基原胞的铜晶体，晶格振动的总格波支数为
80.（）含有N个初基原胞的铜晶体，不同的波矢总数为
81.（）含有N个初基原胞的金刚石晶体，晶格振动的声学波支数为
82.（）含有N个初基原胞的金刚石晶体，晶格振动的光学波支数为
83.（）含有N个初基原胞的二维蜂巢晶格，晶格振动的声学波支数为
84.（）有N个初基原胞的二维简单正方形晶格，晶体中的声子有多少种可能的量子态
85.（）对于体积为的NaCl晶体，设原胞体积为Ω，则该晶体包含的晶格振动总模式数为
86.（）低温下一维晶格振动的德拜态密度与晶格振动频率的关系是正比于
87.（）低温下二维晶格振动的德拜态密度与晶格振动频率的关系是正比于
88.（）低温下三维晶格振动的德拜态密度与晶格振动频率的关系是正比于
89.（）低温下维晶格振动的德拜态密度与晶格振动频率的关系是正比于
90.（）低温下一维晶格热容与温度T的关系是正比于
91.（）低温下二维晶格热容与温度T的关系是正比于
92.（）低温下三维晶格热容与温度T的关系是正比于
93.()晶体中的典型非简谐效应是
C. 超导电性
94.（）晶格常数为的一维晶体电子势能的傅立叶展开式前几项(单位为eV)为
在近自由电子近似下, 第一个禁带的宽度为
95.（）晶格常数为的一维晶体电子势能的傅立叶展开式前几项(单位为eV)为
在近自由电子近似下, 第二个禁带的宽度为
96.（）紧束缚近似下晶格常数为的简立方晶体的s电子能带函数为
97.（）紧束缚近似下晶格常数为的面心立方晶体的s电子能带函数为
98.（）紧束缚近似下晶格常数为的二维正方形晶格的s电子能带函数为
99.（）二维自由电子的能态密度，与能量的关系是正比于
100.（）三维自由电子的能态密度，与能量的关系是正比于
101.（）紧束缚近似下，一维单原子链中s电子的态电子速度满足
102.（）紧束缚近似下晶格常数为的一维单原子链中s电子的k态电子速度满足
A. 与成正比
B. 与成正比
C. 与k成正比
D. 与k无关
103.（）紧束缚近似下晶格常数为的一维单原子链中s电子的k态电子有效质量满足
A.与成正比
B.与成反比
C.与成正比
D.与成反比
104.（）由个原胞组成的简单晶体，不考虑能带交叠，则每个S能带可容纳的电子数为
105.（）原子组成晶格常数为的简立方晶体，单位空间可容纳的电子数为
C. Na3/(2π)3
D. 2Na3/(2π)3
106.（）下列晶体缺陷中，属于点缺陷的是
A. 肖特基缺陷
B. 小角晶界
107.（）下列晶体缺陷中，不属于点缺陷的是
A. 弗仑克尔缺陷
C.肖特基缺陷
108.（）下列晶体缺陷中，不属于点缺陷的是
A. 弗仑克尔缺陷
B. 间隙原子
D. 杂质原子
109.（）对于晶体中的刃位错，其位错线与滑移矢的关系为
A. 同向平行
B. 反向平行
110.（）对于晶体中的螺位错，其位错线与滑移矢的关系为
B. 夹角45度
111.（）室温附近，金属的电阻随温度的增加而
A. 单调增加
B. 单调减小
C. 先增后减
D. 先减后增
112.（）室温附近，绝缘体的电阻随温度的增加而
A. 单调增加
B. 单调减小
C. 先增后减
D. 先减后增
113.（）晶体结构的实验研究方法是
A. X射线衍射
B. 中子非弹性散射
C. 回旋共振
D. 霍耳效应
114.（）晶体振动谱的实验研究方法是
A. X射线衍射
B. 中子非弹性散射
C. 回旋共振
D. 霍耳效应
115.（）半导体中电子有效质量的实验研究方法是
A. X射线衍射
B. 中子非弹性散射
C. 回旋共振
D. 霍耳效应
116.（）判别半导体的n型与p型的实验方法是
A. X射线衍射
B. 中子非弹性散射
C. 回旋共振
D. 霍耳效应
117.（）半导体Si中的施主杂质是
118.（）半导体Si中的受主杂质是
119.（）超导体按照磁化特性（临界磁场）可以分为