12.纳米材料可以是晶态材料,也可以是非晶态材料。纳米材料具有小尺寸效应,表面效应等多种性能。这些效应,对纳米材料的性质有很大影响。

  现有一金属晶体,其大小为边长1mm的立方体。经特殊加工得到边长为10nm的立方体的纳米材料。已知该金属为面心立方晶胞,晶胞参数a = 1nm。

(1) 1(mm)3的金属晶体,加工成上述纳米材料后,纳米晶体的数量为  。

(2) 1(mm)3的1粒晶体的所含晶胞数量为  ,它的表面积为  (nm)2。

(3) 1粒上述纳米材料含有的晶胞数  ,1粒纳米材料表面积为  (nm)2。上述金属加工成纳米材料后,表面积增加为   倍。

 (4) 许多金属簇合物具有单一金属原子堆积成层状或壳状的结构。这些金属簇合物具有完整而规则的几何外形,被称为满壳(full-shell)簇合物或幻数(magic number)簇合物。设金属原子总数为y,则第n层的原子数y = 10n2 + 2(n = 1,2,3,…)(如图)

透射电子显微镜照片显示分离的Pdn(0) 纳米簇颗粒呈球形,平均直径为2.05nm,表面为高分子复盖。已知Pd的密度ρ=12.02g·cm-3,Pd的原子量为106.4。每粒Pd簇颗粒中钯的原子数为  个,该纳米簇  (是、否)满壳纳米簇,该钯纳米簇的壳层数为  ,其表面原子数为  。

(5) 一般金属晶体都有固定的熔点,而将它制成纳米金属材料后,熔点大为降低,例如金的熔点为1063℃,而纳米金熔点仅为330℃。银的熔点为1060.8℃。而纳米银熔点仅100℃,请解释为什么?

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