固体的结构与性质

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11

2.8℃，溶于CS2，CCl4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SiF4SiCl4SiBr4 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、SiCl4、SiBr4、SiI4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+，Sr2+，F-分别形成CaF2，SrF2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+)

4. 解释下列问题：

(1)NaF的熔点高于NaCl；因为r(F-)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：BeO>LiF。所以BeO的熔点高于LiF。

(3)SiO2的熔点高于CO2；SiO2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π键，大π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σ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)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)NaCl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？Cl2 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：AlF3为离子型，AlCl3，AlBr3为过渡型，AlI3为共价型。试说明它们键型差别的原因。AlF3、AlCl3、AlBr3、AlI3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。

11. 离子半径r(Cu+)

12.(1)今有元素X，Y，Z，其原子序数分别为6，38，80，试写出它们的电子分布式，说明它们在周期表中的位置；

(2)X，Y两元素分别与氯形成的化合物的熔点哪一个高?为什么?

(3)Y，Z两元素分别与硫形成的化合物的溶解度哪一个小? 为什么?

(4)X元素与氯形成的化合物其分子偶极矩等于零，试用杂化轨道理论解释。（1）

（2）Y与Cl形成的化合物熔点高。因为YCl2是离子晶体，而XCl4是分子晶体。

（3）Z与S形成的化合物溶解度小。因为Z2+为18电子构型，其极化力、变形性都大，因而形成的硫化物离子之间的极化作用较大，键的共价程度较大，所以溶解度小；而Y2+为8电子构型，Y2+的极化力、变形性都较小，所以YS的溶解度较大。

（4）X与Cl形成XCl4化合物，X发生等性的SP3杂化，XCl4呈四面体，其分子的偶极矩等于零。

习题

1.已知下列各晶体: NaF、ScN、TiC、MgO, 它们的核间距相差不大，试推测并排出这些化合物熔点高低、硬度大小的次序。

解：这些化合物熔点高低、硬度大小的次序为：

TiC>ScN>MgO>NaF.

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) N2Si NH3

解：(1)KBr的熔点最低，MgO最高；(2) N2的熔点最低，Si最高。