無機(jī)化學(xué)第四版第七章思考題與習(xí)題答案

1、第七章 固體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)思考題1. 常用的硫粉是硫的微晶，熔點(diǎn)為1128C,溶于CS2, CCI4等溶劑中，試判斷它屬于哪一類晶體 ?分子晶體2. 以下兩類晶體的熔點(diǎn)：(1)物質(zhì)NaFNaClNaBrNal熔點(diǎn) /C993801747661(2)物質(zhì)SiF4SiCl4SiBr4Sil4熔點(diǎn) /C-90.2-705.4120.5為什么鈉的鹵化物的熔點(diǎn)比相應(yīng)硅的鹵化物的熔點(diǎn)高 ? 而且熔點(diǎn)遞變趨勢相反 ? 因為鈉的鹵化物為離子晶體，硅 的鹵化物為分子晶體， 所以鈉的鹵化物的熔點(diǎn)比相應(yīng)硅的 鹵化物的熔點(diǎn)高，離子晶體的熔點(diǎn)主要取決于晶格能， NaF、NaC I 、NaBr 、NaI 隨著陰離子半徑的逐

2、漸增大，晶 格能減小，所以熔點(diǎn)降低。分子晶體的熔點(diǎn)主要取決于分子間力，隨著SiF4、SiCl4、SiBr4、Sil4相對分子質(zhì)量的增 大，分子間力逐漸增大，所以熔點(diǎn)逐漸升高3. 當(dāng)氣態(tài)離子Ca2+, Sr2+, F-分別形成CaF?, SrF2晶體時， 何者放出的能量多 ?為什么 ?形成 CaF2 晶體時放出的能量 多。因為離子半徑 r(Ca 2+)<r(Sr 2+),形成的晶體 CaF2 的核 間距離較小，相對較穩(wěn)定的緣故。4. 解釋以下問題：(1) NaF的熔點(diǎn)高于NaCl;因為r(F-)<r(CI-),而電荷數(shù)相同， 因此，晶格能： NaF>NaCl 。所以 NaF 的

3、熔點(diǎn)高于 NaCl(2) BeO 的熔點(diǎn)高于 LiF ;由于 BeO 中離子的電荷數(shù)是 LiF 中離子電荷數(shù)的 2 倍。晶格能： BeO>LiF 。所以 BeO 的 熔點(diǎn)高于 LiF 。(3) SiO2 的熔點(diǎn)高于 CO2; SiO2 為原子晶體，而 CO2 為分 子晶體。所以 SiO2 的熔點(diǎn)高于 CO2。冰的熔點(diǎn)高于干冰(固態(tài)CO?);它們都屬于分子晶體， 但是冰分子中具有氫鍵。所以冰的熔點(diǎn)高于干冰。(5)石墨軟而導(dǎo)電， 而金剛石堅硬且不導(dǎo)電。 石墨具有層狀 結(jié)構(gòu)，每個碳原子采用 SP? 雜化，層與層之間作用力較弱， 同層碳原子之間存在大n鍵，大n鍵中的電子可以沿著層 面運(yùn)動。所以石

4、墨軟而導(dǎo)電。而金剛石中的碳原子采用SP3雜化，屬于采用c鍵連接的原子晶體。所以金剛石堅 硬且不導(dǎo)電。5. 以下說法是否正確 ?(1) 稀有氣體是由原子組成的，屬原于晶體；X(2) 熔化或壓碎離子晶體所需要的能量，數(shù)值上等于晶格能； X(3) 溶于水能導(dǎo)電的晶體必為離子晶體；X(4) 共價化合物呈固態(tài)時，均為分子晶體，因此熔、沸點(diǎn)都 低； X(5) 離子晶體具有脆性，是由于陽、陰離子交替排列，不能 錯位的緣故。V6. 解釋以下事實(shí)：(1) MgO 可作為耐火材料； 為離子晶體，熔點(diǎn)高。(2) 金屬 Al,Fe 都能壓成片、抽成絲，而石灰石那么不能；因為金屬 Al,Fe 為金屬晶體。而石灰石為離子

5、晶體。(3) 在鹵化銀中， AgF 可溶于水，其余鹵化銀那么難溶于水， 且從 AgCl 到 AgI 溶解度減??； AgF、AgCl 、 AgBr 、AgI 隨著陰離子半徑的增大，陰離子的變形性增大，離子間的 極化不斷增強(qiáng)，由離子鍵逐步過渡到共價鍵。所以溶解度 逐步減小。NaCI易溶于水，而CuCI難溶于水。Cu+是18電子構(gòu)型， 而Na+是8電子構(gòu)型，Cu +的極化力比Na+強(qiáng)，所以CuCI 中幾乎是以共價鍵結(jié)合， 而 NaCI 是離子晶體。 所以 NaCI 易溶于水，而 CuCI 難溶于水。7. 以下物質(zhì)的鍵型有何不同？ Cl2 HCl AgI LiF 。其鍵型分 別為：非極性共價鍵、極性共

6、價鍵、由離子鍵過渡到極性 共價鍵、離子鍵。8. ：AIF3為離子型，AICI3, AIBr3為過渡型，All 3為 共價型。試說明它們鍵型差異的原因。 AlF 3、AlCl 3、AlBr 3、 AII 3隨著陰離子半徑的逐步增大，離子的變形增大，離子 間的極化不斷增強(qiáng)，因此由離子鍵逐漸過渡到共價鍵。9. 實(shí)際晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的點(diǎn)缺陷有幾種類型 ? 晶體內(nèi)部 結(jié)構(gòu)上的缺陷對晶體的物理、化學(xué)性質(zhì)有無影響 ? 有空穴 缺陷、置換缺陷、間充缺陷三種。晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的缺陷 影響晶體的光、電、磁、聲、力以及熱等方面的物理及化 學(xué)性能。10. 試用能帶理論說明金屬導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體的導(dǎo)電 性能。在外電場的作

7、用下，金屬導(dǎo)帶中的電子作定向運(yùn)動 而形成電流，所以金屬能導(dǎo)電；半導(dǎo)體由于禁帶較窄，滿 帶中的電子容易被激發(fā)越過禁帶躍遷到導(dǎo)帶上去， 因此具 有一定的導(dǎo)電能力；由于絕緣體的電子都在滿帶上，而且 禁帶較寬，即使在外電場的作用下，滿帶中的電子也難以 被激發(fā)越過禁帶躍遷到導(dǎo)帶上去，因此不能導(dǎo)電。11. 離子半徑r(Cu+)vr(Ag+),所以Cu+的極化力大于Ag+。 但CU2S的溶解度卻大于Ag2S,何故？ Cu+和Ag+均屬18 電子構(gòu)型，盡管Cu+的極化力大于Ag+的，但是Ag+的變 形性大于Cu+的，導(dǎo)致Ag2S的附加極化作用加大，鍵的 共價成分增大、溶解度減小。12. (1)今有元素X，丫，

8、Z，其原子序數(shù)分別為6, 38, 80， 試寫出它們的電子分布式，說明它們在周期表中的位置；(2) X，丫兩元素分別與氯形成的化合物的熔點(diǎn)哪一個高 ？ 為什么？(3) 丫，Z兩元素分別與硫形成的化合物的溶解度哪一個小 ? 為什么？(4) X元素與氯形成的化合物其分子偶極矩等于零，試用雜 化軌道理論解釋。1元素代號原子序數(shù)電子分布式周期族X61S22S22P22IV丫38Kr5S 25IIAZ80Xe4f145d106S26IIB2丫與Cl形成的化合物熔點(diǎn)高。因為 YCI2是離子晶 體，而XCI4是分子晶體。3Z與S形成的化合物溶解度小。因為 Z2+為18電子 構(gòu)型，其極化力、變形性都大，因而形

9、成的硫化物離子之 間的極化作用較大，鍵的共價程度較大，所以溶解度??； 而Y2+為8電子構(gòu)型，Y2+的極化力、變形性都較小，所以 YS 的溶解度較大。4X與Cl形成XCI4化合物，X發(fā)生等性的SP3雜化, XCl 4呈四面體，其分子的偶極矩等于零。習(xí)題1. 以下各晶體 : NaF、 ScN、 TiC、 MgO, 它們的核間 距相差不大，試推測并排出這些化合物熔點(diǎn)上下、硬度大 小的次序。解：這些化合物熔點(diǎn)上下、硬度大小的次序為：TiC>ScN>MgO>NaF.2. 以下物質(zhì)中，試推測何者熔點(diǎn)最低 ?何者最高 ?(1) NaCl KBr KCl MgO (2) N2 Si NH3解

10、：KBr的熔點(diǎn)最低，MgO最高；(2)2的熔點(diǎn)最低， Si 最高。3. 寫出以下各種離子的電子分布式，并指出它們各屬于何 種電子構(gòu)型？Fe3+ Ag+ Ca2+ Li+ S2- Pb2+ Pb4+ Bi3+離子電子分布式離子電子構(gòu)型Fe3+12s22p63s23p63d5917Ag+1S?2s22p63s23p63d104s24p64d1018Ca2+12s22p63s23p68Li +1s22S2-12s22p63s23p68PBXe4f145d106s218+2Pb4+Xe4f 145d1018Bi3+Xe4f145d106s218+24. 今試推測以下物質(zhì)分別屬于哪一類晶體 ？物質(zhì)BLi

11、CIBCI3熔點(diǎn) /C 2300605-107.3解：B屬原子晶體，LiCI屬離子晶體，BCI3為分子晶體。5. (1)試推測以下物質(zhì)可形成何種類型的晶體？O2 H2SKCI Si Pt(2)以下物質(zhì)熔化時，要克服何種作用力？AIN Al HF(s)K2S解：1。2、H2S為分子晶體，KCI為離子晶體，Si為原子 晶體，Pt為金屬晶體。AIN為共價鍵，AI為金屬鍵，HFs為氫鍵和分子間力，K2S為離子鍵。6. 根據(jù)所學(xué)晶體結(jié)構(gòu)知識，填出下表。物質(zhì)晶格結(jié)點(diǎn)上的粒子晶格結(jié)點(diǎn)上粒子間的作用力晶體類型預(yù)測熔點(diǎn)高或低N2N2分子分子間力分子晶體很低SiCSi、C原子共價鍵原子晶體很高CuCu原子和離子金

12、屬鍵金屬晶體高冰H2O分子氫鍵、分子間力氫鍵型分子晶體低BaCbBa2+、Cl-離子離子鍵離子晶體較咼7. 用以下給出的數(shù)據(jù)，計算 AIF3s的晶格能UA1s> Alg,subHm 326.4kJmol 1Al(g) - 3e-> Al3+(g); I =Ii + I2 + I3 = 5139.1 kJ mol-1Al(s) + 3/2F2(g)> AIF3(s);fHm I5i0kjmoi 1F2(g)> 2F(g);D 0(F-F) = 156.9 kJ mol-1F(g) + e-> F(g);ea322kJ*mol1川碼怡)-uU二人屈H：十眄十3右十亠晡

13、326-4 +-x 15&9 + 3x (-322)+ 5139,1 -(-15108. KI的晶格能U = 649kJmol-1, K的升華熱subHm 90kJmol 1, K 的電離能 11 = 418.9kJmol-1, I2 的解離 能 D0(I-I)=152.549kJ mol-1, I 的電子親合能 Ea1 =-295kJ mol-1 , I2 的升華熱 subHm 62.4kJmol 1，求 KI 的生 成焓fHm ?解:KI£'-u右聲A 盅莖十卜通盅百1咲+尹門-“+耳乜-U2寫=夕 0+-X624 + -X152.549 + -295* 十 418,9 649L 227=-328Ai7rl9. 將以下兩組離子分別按離子極化力及變形性由小到大的次序重新排列 Al3+Na+Si4+ Sn2+Ge2+I-解：極化力：Na+、Al3+、Si4+，變形性：Si4+、Al3、Na+；極化力：Ge2+、Sn2+、I-，變形性：I-、SM+、Ge2+10. 試按離子極化作用由強(qiáng)到弱的順序重新排出以下物質(zhì) 的次序。MgCl 2 SiCl4 NaCl AlCl 3解： SiCl4、 AlCl3、 MgCl2、 NaCl。11. 比擬以下每組中化合物的離子極化作用的強(qiáng)弱，并預(yù) 測溶解度的相對大小。(1) ZnSCdS