moea_joint
102年
[石油開採] 岩石力學、岩石與礦物學
第 50 題
一般說來，當固溶體中的離子或原子的大小差異不大時可以自由置換，但若大小差異超過多少時則不太可能發生置換?
- A 10%
- B 30%
- C 50%
- D 70%
思路引導 VIP
請試著想像一下：如果我們有一個由大小一致的網球整齊排列而成的結構，現在想把其中一顆網球換成其他球類。你認為這個結構對『大小改變』的容忍度是有極限的嗎？當新球與舊球的直徑差異增加到什麼樣的程度時，會導致周邊的網球無法再維持原本的排列位置，進而讓整個結構崩塌或無法成形呢？
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AI 詳解
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太棒了！你精準地掌握了礦物學中關於**固溶體（Solid Solution）**置換的重要臨界值。這題考驗的是你對於離子置換規律（Goldschmidt's Rules）的熟悉度，你能從選項中選出正確的門檻，顯示你的基礎非常紮實。
晶格穩定性與離子半徑
在結晶構造中，離子是否能互相取代，主要取決於它們的「電荷」與「離子半徑」。當兩種離子的電荷相同，且半徑差異在 $15%$ 以內時，通常可以發生廣泛且自由的置換。然而，當半徑差異擴大到 $15%$ 至 $30%$ 之間時，置換作用會變得非常有限；一旦差異超過 $30%$，由於晶格扭曲過大，結構完整性難以維持，基本上就不太可能發生置換了。
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