1、第七章 固体的结构与性质思 考 题1.常用的硫粉是硫的微晶,熔点为 112.8,溶于CS2,CCl 4 等溶剂中,试判断它属于哪一类晶体?分子晶体2.已知下列两类晶体的熔点:(1) 物质 NaF NaCl NaBr NaI熔点/ 993 801 747 661(2) 物质 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4熔点/ -90.2 -70 5.4 120.5为什么钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物的熔点高? 而且熔点递变趋势相反? 因为钠的卤化物为离子晶体,硅的卤化物为分子晶体,所以钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物的熔点高,离子晶体的熔点主要取决于晶格能,NaF、NaCl 、NaBr、NaI
2、随着阴离子半径的逐渐增大,晶格能减小,所以熔点降低。分子晶体的熔点主要取决于分子间力,随着 SiF4、SiCl 4、SiBr 4、SiI 4相对分子质量的增大,分子间力逐渐增大,所以熔点逐渐升高。3. 当气态离子 Ca2+,Sr 2+,F -分别形成 CaF2,SrF 2 晶体时,何者放出的能量多?为什么?形成 CaF2 晶体时放出的能量多。因为离子半径 r(Ca2+)NaCl。所以 NaF 的熔点高于NaCl。(2)BeO 的熔点高于 LiF;由于 BeO 中离子的电荷数是LiF 中离子电荷数的 2 倍。晶格能:BeOLiF 。所以BeO 的熔点高于 LiF。(3)SiO2 的熔点高于 CO
3、2;SiO 2 为原子晶体,而 CO2 为分子晶体。所以 SiO2 的熔点高于 CO2。(4)冰的熔点高于干冰( 固态 CO2); 它们都属于分子晶体,但是冰分子中具有氢键。所以冰的熔点高于干冰。(5)石墨软而导电,而金刚石坚硬且不导电。石墨具有层状结构,每个碳原子采用 SP2 杂化,层与层之间作用力较弱,同层碳原子之间存在大 键,大 键中的电子可以沿着层面运动。所以石墨软而导电。而金刚石中的碳原子采用 SP3 杂化,属于采用 键连接的原子晶体。所以金刚石坚硬且不导电。5. 下列说法是否正确?(1)稀有气体是由原子组成的,属原于晶体;(2)熔化或压碎离子晶体所需要的能量,数值上等于晶格能;(3
4、)溶于水能导电的晶体必为离子晶体;(4)共价化合物呈固态时,均为分子晶体,因此熔、沸点都低;(5)离子晶体具有脆性,是由于阳、阴离子交替排列,不能错位的缘故。6. 解释下列事实: (1)MgO 可作为耐火材料;为离子晶体,熔点高。(2)金属 Al,Fe 都能压成片、抽成丝,而石灰石则不能;因为金属 Al,Fe 为金属晶体。而石灰石为离子晶体。(3)在卤化银中,AgF 可溶于水,其余卤化银则难溶于水,且从 AgCl 到 AgI 溶解度减小;AgF 、AgCl、AgBr、AgI随着阴离子半径的增大,阴离子的变形性增大,离子间的极化不断增强,由离子键逐步过渡到共价键。所以溶解度逐步减小。(4)NaC
5、l 易溶于水,而 CuCl 难溶于水。Cu +是 18 电子构型,而 Na+是 8 电子构型,Cu +的极化力比 Na+强,所以CuCl 中几乎是以共价键结合,而 NaCl 是离子晶体。所以 NaCl 易溶于水,而 CuCl 难溶于水。7.下列物质的键型有何不同?Cl 2 HCl AgI LiF。其键型分别为:非极性共价键、极性共价键、由离子键过渡到极性共价键、离子键。8. 已知:AlF 3 为离子型,AlCl 3,AlBr 3 为过渡型,AlI 3 为共价型。试说明它们键型差别的原因。AlF3、AlCl 3、AlBr 3、AlI 3 随着阴离子半径的逐步增大,离子的变形增大,离子间的极化不断
6、增强,因此由离子键逐渐过渡到共价键。9. 实际晶体内部结构上的点缺陷有几种类型? 晶体内部结构上的缺陷对晶体的物理、化学性质有无影响? 有空穴缺陷、置换缺陷、间充缺陷三种。晶体内部结构上的缺陷影响晶体的光、电、磁、声、力以及热等方面的物理及化学性能。10. 试用能带理论说明金属导体、半导体和绝缘体的导电性能。在外电场的作用下,金属导带中的电子作定向运动而形成电流,所以金属能导电;半导体由于禁带较窄,满带中的电子容易被激发越过禁带跃迁到导带上去,因此具有一定的导电能力;由于绝缘体的电子都在满带上,而且禁带较宽,即使在外电场的作用下,满带中的电子也难以被激发越过禁带跃迁到导带上去,因此不能导电。1
7、1. 离子半径 r(Cu+)ScNMgONaF.2.下列物质中,试推测何者熔点最低?何者最高?(1) NaCl KBr KCl MgO (2) N2 Si NH 3解:(1)KBr 的熔点最低,MgO 最高;(2) N 2 的熔点最低,Si 最高。3. 写出下列各种离子的电子分布式,并指出它们各属于何种电子构型?Fe3+ Ag + Ca 2+ Li + S 2- Pb 2+ Pb 4+ Bi 3+离子 电子分布式 离子电子构型Fe3+ 1s22s22p63s23p63d5 917Ag+ 1s22s22p63s23p63d104s24p64d10 18Ca2+ 1s22s22p63s23p6 8
8、Li+ 1s2 2S2- 1s22s22p63s23p6 8Pb2+ Xe4f145d106s2 18+2Pb4+ Xe4f145d10 18Bi3+ Xe4f145d106s2 18+24. 今试推测下列物质分别属于哪一类晶体?物质 B LiCl BCl 3熔点/ 2300 605 -107.3解:B 属原子晶体,LiCl 属离子晶体,BCl 3 为分子晶体。5. (1)试推测下列物质可形成何种类型的晶体?O 2 H 2S KCl Si Pt(2)下列物质熔化时,要克服何种作用力?AlN Al HF(s) K 2S解:(1) O 2、H 2S 为分子晶体,KCl 为离子晶体,Si 为原子晶体
9、,Pt 为金属晶体。(2) AlN 为共价键,Al 为金属键,HF(s)为氢键和分子间力,K 2S 为离子键。6. 根据所学晶体结构知识,填出下表。物 质 晶格结点上 的粒子晶格结点上粒子间的作用力晶体类型 预测熔点 (高或低)N2 N2分子 分子间力 分子晶体 很低SiC Si、C 原子 共价键 原子晶体 很高Cu Cu 原子和离子 金属键 金属晶体 高冰 H2O 分子氢键、分子间力氢键型分子晶体低BaCl2 Ba2+、Cl -离子离子键 离子晶体 较高7. 用下列给出的数据,计算 AlF3(s)的晶格能(U )。A1(s) Al(g), 126.4submHkJolAAl(g) - 3e-
10、 Al 3+(g); I =I1 + I2 + I3 = 5139.1 kJmol-1Al(s) + 3/2F2(g) AlF 3(s); 150fmkJolAF2(g) 2F(g); D(F-F) = 156.9 kJmol-1F(g) + e- F -(g); 112AEkJol解8. 已知 KI 的晶格能 U = 649kJmol-1,K 的升华热,K 的电离能 I1 = 418.9kJmol-1,I 2 的解190submHkJolA离能 D(I-I)=152.549kJmol-1,I 的电子亲合能 EA1 = -295kJmol-1, I2 的升华热 ,求 KI 的生162.4submHkJolA成焓 ?fm解:
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