第9章 习题及答案

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：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）熔点由低到高的次序：KBr

（2）熔点由低到高的次序：N2

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+Ca2+Li+S2-Pb2+Pb4+Bi3+

解：离子电子分布式离子电子构型

Fe3+1s22s22p63s23p63d59～17

Ag+1s22s22p63s23p63d104s24p64d1018

Ca2+1s22s22p63s23p68

Li+1s22

S2?1s22s22p63s23p68

Pb2+[Xe]4f145d106s218+2

Pb4+[Xe]4f145d1018

Bi3+[Xe]4f145d106s218+2

4．试推测下列物质分别属于哪一类晶体？物质B LiCl BCl3

熔点/℃2300605-107.3

解：B为原子晶体，LiCl为离子晶体，BCl3为分子晶体。

5．(1)试推测下列物质可形成何种类型的晶体？O2H2S KCl Si Pt

(2)下列物质溶化时，要克服何种作用力？AlN Al HF(s)K2S

解：（1）O2、H2S为分子晶体，KCl为离子晶体，Si为原子晶体，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，K2S为离子键。6．根据所学晶体结构知识，填出下表。解：

物质晶格结点上的

粒子

晶格结点上离

子间的作用力

晶体类型

预测熔点

（高或低）

N2N2分子分子间力分子晶体很低SiC Si原子、C原子共价键原子晶体很高Cu Cu原子、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BaCl2Ba2+、Cl?离子键离子晶体较高

7．将下列两组离子分别按离子极化力及变形性由小到大的次序重新排列。

（1）Al3+Na+Si4+；（2）Sn2+Ge2+I-

解：（1）极化力：Na+，，Al3+，Si4+；变形性：Si4+，Al3+，Na+。

（2）极化力：I?，Sn2+，Ge2+；变形性：Ge2+，Sn2+，I?。

8．试按离子极化作用由强到弱的顺序重新排出下列物质的次序。

MgCl2SiCl4NaCl AlCl3

解：极化作用：SiCl4>AlCl3>MgCl2>NaCl。

9．比较下列各组中化合物的离子极化租用的强弱，并预测溶解度的相对大小。（1）ZnS CdS HgS；（2）PbF2PbCl2PbI2；（3）CaS FeS ZnS

解：（1）阴离子相同。阳离子均为18电子构型，极化力、变形性均较大，但Zn2+、Cd2+、Hg2+依次半径增大，变形性增大，故ZnS、CdS、HgS依次附加离子极化作用增加，键的共价程度增大，化合物的溶解度减小。

（2）阳离子相同，但F?、Cl?、I?依次半径增大，变形性增大。故PbF2、PbCl2、PbI2极化作用依次增大，键的共价程度增大，化合物的溶解度减小。

（3）阴离子相同，但Ca2+、Fe2+、Zn2+电子构型分别为8、9～17、18，变形性依次增大，键的共价程度增大，化合物的溶解度减小。

晶体结构补充习题

一.选择题

1.下列离子中,半径依次变小的顺序是()

A.F,Na,Mg,Al

B.Na,Mg,Al,F

C.Al,Mg,Na,F

D.F,Al,Mg,Na

2.NaCl晶体中钠和氯离子周围都是由六个相反离子按八面体形状排列的,解释这样

的结构可以用()

A.杂化轨道

B.键的极性

C.离子大小

D.离子电荷

3.石墨晶体是()

A.原子晶体

B.金属晶体

C.分子晶体

D.前三种晶体的混合型.

4.关于离子晶体的性质,以下说法中不正确的是()

A.所有高熔点的物质都是离子型的物质;

B.离子型物质的饱和水溶液是导电性很好的溶液;

C.熔融的碱金属氯化物中,导电性最好的是CsCl;

D.碱土金属氧化物的熔点比同周期的碱金属氧化物的熔点高.

5.下列物质中,熔点最低的是()

A.NaCl

B.AlCl

C.KF

D.MgO

6.关于离子极化下列说法不正确的是()

A.离子正电荷越大,半径越小,极化作用越强;

B.离子极化作用增强,键的共价性增强;

C.离子极化的结果使正负离子电荷重心重合;

D.复杂阴离子中心离子氧化数越高,变形性越小.

7.下列离子最易变形的是()

A.F

https://www.wendangku.net/doc/ba13675681.html,

C.NO

D.Br

8.下列阳离子变形性最大的是()

A.Na

B.K

C.Li

D.Ag

9.下列各组离子中,既有较强的极化性又有较强的变形性的一组是()

A.Li、Na、K

B.Mg、Ca、Ba

C.Ag、Pb、Hg

D.Cl、Br、I

10.下列化合物熔点最高的是()

A.MgCl

B.NaCl

C.ZnCl

D.AlCl

11.下列化合物在水中溶解度最大的是()

A.AgF

B.AgCl

C.AgBr

D.AgI

12.下列化合物哪个熔沸点最低()

A.KCl

B.CaCl

C.AlCl

D.GeCl

13.下列氧化物属于离子型的是()

A.Ag O

B.ZnO

C.PbO

D.BaO

二.填空题

1.离子的结构特征一般包括<1>.离子电荷<2>._________<3>._________三个方面.

2.简单离子的电子层构型(除2e.8e,18e外)还有:<1>.___________<2>.___________.

3.同周期元素离子电子层构型相同时,随离子电荷数增加,阳离子半径____,阴离子

半径________.

4.指出下列离子的外层电子构型(8e.18e(18+2)e(9-17)e)

<1>.Cr ___________<2>.Pb _____________

5.在同一周期中主族元素随着族数的递增,正离子的电荷数增大,离子半径

___________,例如_____________________.

6.同一元素其阴离子半径________原子半径.阳离子半径________原子半径.

7.晶体的特性有三:<1>.有固定的几何外形;<2>.__________________________;

3.________________________.

8.NaCl MgCl AlCl SiCl自左向右各化合物熔点依次________,其原因_________

9.填下表:

物质晶格结点上质点质点内作用力晶体类型预测熔点高低

CaO离子.Ca .O 离子键离子晶体高

SiC

HF

10.离子的极化力是某种离子使异号离子被极化而变形的能力,极化力与离子电

荷,__________,以及___________等因素有关.

11.复杂阴离子的中心原子氧化数越高,该阴离子的变形性________,阳离子电荷越大,

半径越小,其极化作用_________.

12.离子极化使键型由离子键向共价键转化,化合物的晶型也相应由________向

__________转化.

13.在晶格内仍能表示晶格特征的最基本部分称为单位晶格或称________所以

__________在空间做有规律的重复排列就是晶格.

14.当某离子型化合物的r/r≈0.512时,其空间构型可能是________型,配位数则为

_______.

15.NaCl型离子化合物晶胞中正负离子配位数为6,ZnS型离子化合物晶胞中正负离子

配位数为________,CsCl型离子化合物晶胞中正负离子配位数为________.

三.问答题

1.离子半径本应指离子电子云分布范围,但电子云分布无断然界面,所以严格的说,离

子半径是不定的,我们通常所了解的离子半径是怎样得来的?

2.金属晶体有哪三种紧密堆积?其晶格中金属原子配位数各为多少?

3.为什么SiO 的熔点高于SO ?金刚石和石墨都是碳的同素异形体,石墨可导电,金

刚石不能,为什么?

4.在离子化合物中,离子电荷和离子半径怎样影响离子晶体的性质?

5.离子晶体一般硬度虽大,但比较脆,延展性差,为什么?

6.根据半径比规则预测下列化合物的晶体的空间构型(依半径比值说明).BeO.MgO.

CsI(已知r(Be)=35,r(Mg)=66,r(Cs)=167,

r(O)=132,r(I)=220单位:pm)

7.为什么AgI按离子半径比(126/220=0.573),应该是配位数为6的NaCl型结构,而实

际上是配位数为4的ZnS型结构?

8.试从离子极化观点解释,HgCl 为白色,溶解度较大,HgI 为黄色或红色,溶解度较

小.

9.试比较下列两组化合物中正离子极化能力的大小.

<1>.ZnCl 、CaCl 、FeCl 、KCl

<2>.SiCl 、AlCl 、PCl 、MgCl 、NaCl

10.如何解释下列颜色变化?

AgF无色AgCl白色AgBr浅黄色AgI黄色11.ZnCl 的沸点和熔点低于CaCl ,如何解释?

晶体结构补充习题答案

一．选择题

1.A

2.C

3.D

4.A

5.B

6.C

7.D

8.D

9.C10.B11.A12.D

13.D

二．填空题

1. 2.离子半径 3.离子的电子层结构

2. 1.(18+2)e 2.(9-17)e

3.减小增大

4. 1.(9-17)e 2.(18+2)e

5.依次减小Na >Mg >Al

6.大于小于

7.有固定的熔点各向异性

8.递降阳离子电荷自左向右升高,极化力增强,Cl是第三周期元素,半径较大,

变形性大,正负离子间相互极化能力渐增,致使离子键向共价键过渡,晶体类型从离子型向共价型过渡的结果.

9.

物质晶格结点上质点质点内作用力晶体类型预测熔点高低

CaO离子.Ca .O 离子键离子晶体高

SiC Si.C共价键原子晶体很高

HF极性分子.HF分子间力.氢键分子晶体低

10.离子半径离子电子层结构

11.越小越强

12.离子晶体分子晶体

13.晶胞晶胞

14.NaCl6

15.48

三.问答题

1.答:假定离子晶体中正负离子的核间距是正负离子半径和,即

d=r++r-d可通过x射线分析实验测得并规定实验测来的r(F-)=133pm,r(O2-)=132pm 为标准,依此计算其它各离子半径.

2.<1>.面心立方紧密堆积配位数为12

<2>.体心立方紧密堆积配位数为8

<3>.六方紧密堆积配位数为12

3.SiO为原子晶体,SO为分子晶体,所以,前者熔点高,后者熔点低；石墨为层状晶体，

层与层之间有离域的π电子,所以它能导电,金刚石为原子晶体,不能导电.

4.根据库仑定律,离子电荷越高,半径越小,正负离子彼此间静电作用力越大,因而该离

子化合物的熔沸点越高,硬度越大.

5.答:由于离子晶体中正负离子交替的有规则的排列,当晶体受外力时,各层离子位置

发生错动,而使离子间引力减小,斥力加大,因而易碎.

6.BeO属ZnS型(r /r =0.265)

MgO属NaCl型(r /r =0.500)

CsI属CsCl型(r /r =0.759)

7.答:因Ag (18e型)有较强的极化力和变形性,而I 半径比较大,变形性强.所以在

AgI晶体中Ag 与I 间有较强的相互极化变形作用而使离子强烈靠近电子云发生重叠,造成配位数减小,晶型改变.

8.答:Hg 为18e构型的,极化力较强,变形性也比较强,而Cl 与I 相比,I 离子半径

更大,变形性更强,所以Hg 与I 间附加极化作用很强,其结果使晶体中共价成分增大,而难溶于水和颜色加深.

9.<1>.ZnCl >FeCl >CaCl >KCl

<2>.PCl >SiCl >AlCl >MgCl >NaCl

10.答:根据离子极化作用增强可使化合物的颜色加深的道理,F-、Cl-、Br-、I-的半径依

次增大,变形性增大,Ag+为18e型,有较强的极化力,则Ag+ X-之间的相互极化作用依次增强,而使AgF.AgCl.AgBr.AgI的颜色依次加深.

11.答:由于Zn 的半径比Ca 的小,Zn 是18e型,而Ca 是8e,所以Zn 离子极化作

用强于Ca ,使得ZnCl 共价成分高于CaCl ,所以熔沸点低于CaCl .