无机化学第四版第七章思考题与习题答案

第七章固体得结构与性质

思考题

1、常用得硫粉就是硫得微晶,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、已知下列两类晶体得熔点:

(1) 物质NaF NaCl NaBr NaI

熔点/℃993 801 747 661

(2) 物质SiF4SiCl4 SiBr4SiI4

熔点/℃ 90、2 70 5、4 120、5

为什么钠得卤化物得熔点比相应硅得卤化物得熔点高?

而且熔点递变趋势相反? 因为钠得卤化物为离子晶体,硅得卤化物为分子晶体,所以钠得卤化物得熔点比相应硅得卤化物得熔点高,离子晶体得熔点主要取决于晶格

能,NaF、NaCl、NaBr、NaI随着阴离子半径得逐渐增大,晶格能减小,所以熔点降低。分子晶体得熔点主要取决于分子间力,随着SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4相对分子质量得增大,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,何者放出得能量多?为什么?形成CaF2晶体时放出得能量多。因为离子半径r(Ca2+)

4、解释下列问题:

(1)NaF得熔点高于NaCl;因为r(F)NaCl。所以NaF得熔点高于NaCl。(2)BeO得熔点高于LiF;由于BeO中离子得电荷数就是LiF 中离子电荷数得2倍。晶格能:BeO>LiF。所以BeO得熔点高于LiF。

(3)SiO2得熔点高于CO2;SiO2为原子晶体,而CO2为分子晶体。所以SiO2得熔点高于CO2。

(4)冰得熔点高于干冰(固态CO2);它们都属于分子晶体,但就是冰分子中具有氢键。所以冰得熔点高于干冰。

(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键中得电子可以沿着层面运动。所以石墨软而导电。而金刚石中得碳原子采用SP3杂化,属于采用σ键连接得原子晶体。所以金刚石坚硬且不导电。

5、下列说法就是否正确?

(1)稀有气体就是由原子组成得,属原于晶体;×

(2)熔化或压碎离子晶体所需要得能量,数值上等于晶格能;×

(3)溶于水能导电得晶体必为离子晶体;×

(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,就是由于阳、阴离子交替排列,不能错位得缘故。√

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随着阴离子半径得增大,阴离子得变形性增大,离子间得极化不断增强,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+就是18电子构型,而Na+就是8电子构型,Cu+得极化力比Na+强,所以CuCl中几乎就是以共价键结合,而NaCl就是离子晶体。所以NaCl易溶于水,而CuCl难溶于水。

7、下列物质得键型有何不同？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得原因。AlF3、AlCl3、AlBr3、AlI3随着阴离子半径得逐步增大,离子得变形增大,离子间得极化不断增强,因此由离子键逐渐过渡到共价键。

9、实际晶体内部结构上得点缺陷有几种类型? 晶体内部结构上得缺陷对晶体得物理、化学性质有无影响? 有空穴缺陷、置换缺陷、间充缺陷三种。晶体内部结构上得缺陷影响晶体得光、电、磁、声、力以及热等方面得物理及化学性能。

10、试用能带理论说明金属导体、半导体与绝缘体得导电性能。在外电场得作用下,金属导带中得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,满带中得电子容易被激发越过禁带跃迁到导带上去,因此具有一定得导电能力;由于绝缘体得电子都在满带上,而且禁带较宽,即使在外电场得作用下,满带中得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,试写出它们得电子分布式,说明它们在周期表中得位置;

(2)X,Y两元素分别与氯形成得化合物得熔点哪一个高?为什么?

(3)Y,Z两元素分别与硫形成得化合物得溶解度哪一个小? 为什么?

(4)X元素与氯形成得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形成得化合物熔点高。因为YCl2就是离子晶体,而XCl4就是分子晶体。

(3)Z与S形成得化合物溶解度小。因为Z2+为18电子构型,其极化力、变形性都大,因而形成得硫化物离子之间得极化作用较大,键得共价程度较大,所以溶解度小;而Y2+为8电子构型,Y2+得极化力、变形性都较小,所以YS得溶解度较大。

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

习题

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

解:这些化合物熔点高低、硬度大小得次序为:

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得熔点最低,MgO最高;(2) N2得熔点最低,Si最高。