Multiple Choice Section [Total = 10 Marks]

Please circle the correct answer using a pen. There is only one correct answer per question.

1.  (2 Marks) A solid in which the atoms lack a systematic and regular arrangement of atoms is said to be:

a)   Crystalline

b)   Amorphous

d(c)  Polymorphic

2. (2 Marks) The total number of atom(s) per unit cell for a simple cubic unit cell is:

One

Two

Four

d)  Eight

3.  (2 Marks) The way in which FCC and HCP structures fundamentally differ is…

a)   Atomic Packing Factor

Coordination Number

c)   No. of Atoms in Each Unit Cell

d)  FCC does not diffract X-rays.

4. (2 Marks) The interplanar spacing for an unknown metal with a diffraction angle 2θ = 31.57º obtained by using monochromatic x-ray radiation having a wavelength of λ = 0.0711 nm for  first-order diffraction is:

a)   0.0679 nm

b)   0.131 nm

c)   0.261 nm

d)   1.31 nm

5.  (2 Marks) The Miller indicies of the crystallographic plane pictured below is:

a)   (1 0 1)

b)   (1 1 2)

c)   (0 0 1)

d)   (0 1 2)

Long Answer Section [Total = 20 Marks]

6. (6 Marks) Below are listed the atomic weight, density and atomic radii for three hypothetical   metal alloys. For each alloy, determine with calculations whether its crystal structure is FCC or BCC.

7. (2 Marks) Draw the following directions within a cubic unit cell. You may use more than one cell to show the directions, but ensure you label all vectors.

a)   [0 0 1]

b)   [1 0 1]

c)   [2 1 0] d)

8.   (3 Marks) Draw the following planes within a cubit unit cell. Draw each plane within a new cell.

a)   (0 1 0)

b)   (0 1 1)

c)   (2 0 1)

d)   (1 1 1)

e)  (2 2 2) f)

9.   (6 Marks) A sample of vanadium (V, a medium-hard,ductile, steel-blue metal with an atomic radius of 0.132 nm) has a BCC crystal structure.

a)   Show that the linear density expression for vanadium in the [1 0 0] direction is:

Where R is the atomic radius.

[2 Marks]

b)  Hence, compute the [1 0 0] linear density expression. You must include units in your answer, and your units must be in terms of nanometres.

[ 1 Mark]

c)   Compute the (1 1 0) planar density expression for vanadium, giving your answer in terms of nanometres.

[3 Marks]

10. (3 Marks) X-ray diffraction was carried out on a sample of platinum (Pt, a silverish-white metal with an atomic radius of 0.139 nm) with an FCC structure, revealing an interplanar spacing of    0.131 nm. Provide two examples of Miller Indicies that could result in this spacing.