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재료과학과공학 솔루션 (9판) 시험자료 – 해피캠퍼스
CHAPTER 2 ATOMIC STRUCTURE AND INTERATOMIC BONDING PROBLEM SOLUTIONS Fundamental Concepts Electrons in Atoms 2.1 Cite the difference between …
Source: www.happycampus.com
Date Published: 5/5/2021
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재료과학과 공학 chapter 2 problem solution 연습문제 솔루션
재료과학과 공학 materials science and engineering 2장 chapter 2 연습문제 솔루션 problem solution pdf 자료입니다. chapter atomic structure and interatomic …
Source: www.studocu.com
Date Published: 1/30/2022
View: 6914
레포트와이드 – 재료과학과 공학 9판 솔루션 William D. Callister …
재료과학과 공학 9판 솔루션 William D. Callister , Dav G. Rethwisch 다운.
Source: www.facebook.com
Date Published: 5/14/2021
View: 7654
시그마프레스
제목, 재료과학과 공학 9판 솔루션. 작성자, 이주빈. 날짜, 2017-11-15[00:00], 조회, 11003. 재료과학과 공학9판 공부하다보니까 연습문를 풀었는데.
Source: www.sigmapress.co.kr
Date Published: 12/6/2022
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재료과학과공학 7판 솔루션 기타 * 올레포트 검색결과
재료과학과공학 7판 솔루션 기타 대학리포트 올레포트 무료표지 공업수학 솔루션 졸업논문 학업계획서 방송통신대학 자기소개서 이력서 사업계획서 기업분석.
Source: www.allreport.co.kr
Date Published: 10/4/2022
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재료과학과 공학 9판 솔루션 * 레포트다운 검색결과
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Source: www.reportdown.co.kr
Date Published: 11/3/2021
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Source: ys.4you.co.kr
Date Published: 10/10/2022
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주제에 대한 기사 평가 재료 과학과 공학 9 판 솔루션
- Author: 척척석사
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- Date Published: 2020. 6. 12.
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재료과학과공학 솔루션 (9판) 시험자료
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재료과학과 공학 chapter 2 problem solution 연습문제 솔루션
CHAPTER 2
ATOMIC STRUCTURE AND INTERATOMIC BONDING
PROBLEM SOLUTIONS
Fundamental Concepts
Electrons in Atoms
2 Cite the difference between atomic mass and atomic weight_._
Solution
Atomic mass is the mass of an individual atom, whereas atomic weight is the average (weighted) of the
atomic masses of an atom’s naturally occurring isotopes.
2 Zinc has five naturally occurring isotopes: 48% of 64 Zn with an atomic weight of 63 amu;
27% of 66 Zn with an atomic weight of 65 amu; 4% of 67 Zn with an atomic weight of 66 amu; 18%
of 68 Zn with an atomic weight of 67 amu; and 0% of 70 Zn with an atomic weight of 69 amu. Calculate
the average atomic weight of Zn.
Solution
The average atomic weight of zinc is computed by adding fraction-of-occurrence—atomic weight
products for the five isotopes—i., using Equation 2. (Remember: fraction of occurrence is equal to the percent
of occurrence divided by 100.) Thus
Including data provided in the problem statement we solve for as
= 65 amu
A Zn
A Zn= f 64 Zn
A 64
Zn + f 66 Zn
A 66
Zn+ f 67 Zn
A 67
Zn + f 68 Zn
A 68
Zn + f 70 Zn
A 70
Zn
A Zn
A Zn=(0)(63 amu) + (0)(65 amu)
(0)(66 amu) + (0)(67 amu) + (0)(69)
then
f 113 In
= 1−0=0.
2 (a) Cite two important quantum-mechanical concepts associated with the Bohr model of the atom.
(b) Cite two important additional refinements that resulted from the wave-mechanical atomic model.
Solution
(a) Two important quantum-mechanical concepts associated with the Bohr model of the atom are (1) that
electrons are particles moving in discrete orbitals, and (2) electron energy is quantized into shells.
(b) Two important refinements resulting from the wave-mechanical atomic model are (1) that electron
position is described in terms of a probability distribution, and (2) electron energy is quantized into both shells and
subshells–each electron is characterized by four quantum numbers.
Electrons in Atoms
2 To what group in the periodic table would an element with atomic number 112 belong?
Solution
From the periodic table (Figure 2) the element having atomic number 112 would belong to group IIB.
According to Figure 2, Ds, having an atomic number of 110 lies below Pt in the periodic table and in the right-
most column of group VIII. Moving two columns to the right puts element 112 under Hg and in group IIB.
This element has been artificially created and given the name Copernicium with the symbol Cn. It was
named after Nicolaus Copernicus, the Polish scientist who proposed that the earth moves around the sun (and not
vice versa).
2 Without consulting Figure 2 or Table 2, determine whether each of the following electron
configurations is an inert gas, a halogen, an alkali metal, an alkaline earth metal, or a transition metal. Justify your
choices.
(a ) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 7 4s 2
(b ) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1
(c) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2
Solution
(a) The 1 s 22 s 22 p 63 s 23 p 63 d 74 s 2 electron configuration is that of a transition metal because of an
incomplete d subshell.
(b) The 1 s 22 s 22 p 63 s 23 p 64 s 1 electron configuration is that of an alkali metal because of a single s electron.
(c) The 1 s 22 s 22 p 63 s 2 electron configuration is that of an alkaline earth metal because of two s electrons.
2 The force of attraction between a divalent cation and a divalent anion is 1 ́ 10 -8 N. If the ionic
radius of the cation is 0 nm, what is the anion radius?
Solution
To begin, let us rewrite Equation 2 to read as follows:
in which and represent, respectively, the radii of the cation and anion. Thus, this problem calls for us to
determine the value of. However, before this is possible, it is necessary to compute the value of using
Equation 2, and replacing the parameter r with. Solving this expression for leads to the following:
Here and represent charges on the cation and anion, respectively. Furthermore, inasmuch as both ions are
divalent means that and. The value of is determined as follows:
Using the version of Equation 2 given above, and incorporating this value of and also the value of given in
the problem statement (0 nm) it is possible to solve for :
r 0 = r C+ r A
r C r A
r A r 0
r 0 r 0
r 0 =
(2 × 10 − 28 N-m 2 )( ) Z C ( ) Z A
FA
Z C Z A
Z C= +2 Z A=− 2 r 0
r 0 =
(2 × 10 − 28 N-m 2 )( )+ 2 ( )− 2
1 × 10 − 8 N
=0 × 10 − 9 m=0 nm
r 0 r C
r A
r A= r 0 − r C
=0 nm−0 nm=0 nm
2 The net potential energy between two adjacent ions, EN, may be represented by the sum of Equations
2 and 2; that is,
(2)
Calculate the bonding energy E 0 in terms of the parameters A, B, and n using the following procedure:
1. Differentiate EN with respect to r, and then set the resulting expression equal to zero, because the curve
of EN versus r is a minimum at E 0.
2. Solve for r in terms of A, B, and n, which yields r 0 , the equilibrium interionic spacing.
3. Determine the expression for E 0 by substitution of r 0 into Equation 2.
Solution
(a) Differentiation of Equation 2 yields
(b) Now, solving for r (= r 0 )
or
(c) Substitution for r 0 into Equation 2 and solving for E (= E 0 ) yields
EN = − A
r
+ B
rn
dEN dr
=
d −
A
r
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
dr
+
d
B
rn
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
dr
=
A
r (1 + 1)
−
nB r ( n + 1)
= 0
A
r 02
=
nB r 0 ( n + 1)
r 0 =
A
nB
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
1/(1 − n )
E 0 = − A
r 0
+ B
r 0 n
= − A
A
nB
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
1/(1 − n ) +
B
A
nB
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
n /(1 − n )
(c) From Equation 2 for EN
A = 1.
B = 7 ́ 10 – 6
n = 8
Thus,
and
= – 5 eV
r 0 = A nB
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
1/(1 − n )
= 1.
(8)(7 × 10 -6)
⎡
⎣
⎢
⎢
⎤
⎦
⎥
⎥
1/(1 − 8) =0 nm
E 0 = −
1.
1.
( 8 )(7 × 10 − 6 )
⎡ ⎣
⎢ ⎢
⎤ ⎦
⎥ ⎥
1/(1 − 8) +
7 × 10 − 6
1.
( 8 )(7 × 10 − 6 )
⎡ ⎣
⎢ ⎢
⎤ ⎦
⎥ ⎥
8/(1 − 8)
Primary Interatomic Bonds
2 Make a plot of bonding energy versus melting temperature for the metals listed in Table 2. Using
this plot, approximate the bonding energy for molybdenum, which has a melting temperature of 2617 ° C.
Solution
Below is plotted the bonding energy versus melting temperature for these four metals. From this plot, the
bonding energy for molybdenum (melting temperature of 2617°C) should be approximately 680 kJ/mol. The
experimental value is 660 kJ/mol.
Mixed Bonding
2 (a) Calculate %IC of the interatomic bonds for the intermetallic compound Al 6 Mn. (b) On the basis
of this result what type of interatomic bonding would you expect to be found in Al 6 Mn?
Solution
(a) The percent ionic character is a function of the electron negativities of the ions X A and X B according to
Equation 2. The electronegativities for Al and Mn (Figure 2) are 1 and 1, respectively. Therefore, the
percent ionic character is determined using Equation 2 as follows:
(b) Because the percent ionic character is exceedingly small (0%) and this intermetallic compound is
composed of two metals, the bonding is completely metallic.
%IC = 1 ⎡⎣ − exp(−0) (1−1) 2 ⎤⎦ × 100 = 0%
Bonding Type-Material Classification Correlations
2 What type(s) of bonding would be expected for each of the following materials: solid xenon, calcium
fluoride (CaF 2 ), bronze, cadmium telluride (CdTe), rubber, and tungsten?
Solution
For solid xenon, the bonding is van der Waals since xenon is an inert gas.
For CaF 2 , the bonding is predominantly ionic (but with some slight covalent character) on the basis of the
relative positions of Ca and F in the periodic table.
For bronze, the bonding is metallic since it is a metal alloy (composed of copper and tin).
For CdTe, the bonding is predominantly covalent (with some slight ionic character) on the basis of the
relative positions of Cd and Te in the periodic table.
For rubber, the bonding is covalent with some van der Waals. (Rubber is composed primarily of carbon and
hydrogen atoms.)
For tungsten, the bonding is metallic since it is a metallic element from the periodic table.
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