第3章晶体结构

1. 填写下表

物质	晶格结点上质点	质点间作用力	晶格类型	预言熔点高低
MgCl2	正、负离子，Mg2＋、Cl－	离子键	离子晶体	高
O2	O2分子	散力	分子晶体	低
SiC	Si、C原子	共价键	原子晶体	较高
HF	HF分子	散力、诱导力、取向力、氢键	分子晶体	低
H2O	H2O分子	散力、诱导力、取向力、氢键	分子晶体	低
MgO	Mg2＋、O2-离子	离子键	离子晶体	高

2. 试推测下列物质中何者熔点高？何者熔点低？

① NaCl KBr KCl MgO

② N2 Si NH3

答：①这些物质都是离子化合物，离子键越短，离子键越强，熔点越高，反之熔点越低， MgO离子键最短，KBr离子键最长，所以MgO熔点最高，KBr熔点最低。

②Si弗朗西斯卡是原子晶体，它的熔点最高，N2、NH中国广播电视报3 都是分子晶体，分子晶体主要靠范德华力结合在一起，摩尔质量越大，范德华力越大，但是NH3之间还存在氢键，氢键比范德华力要大得多，所以N2的熔点最小。

3. 结合下列物质讨论键型的过渡。

Cl2 HCl AgI NaF

答：Cl2是由共价键结合起来的非极性分子，键的共价性最强。NaF由离子键结合在一起，键的极性最强。HCl分子中的化学键虽然还是共价键，但是由于H、Cl电负性相差较大，电

子对偏离较大，已经具有一定的离子键的性质。AgI中的化学键已经处于离子键和共价键的过渡状态，属于过渡键型。

4. 已知各离子的半径如下：

离子 Na＋ Rb＋ Ag＋ Ca2＋ Cl － I－ O2－

离子半径 / pm 95 148 126 99 181 216 140

根据半径比规则，试推算RbCl，AgCl，NaI，CaO的晶体构型。

答：

物质		晶体构型
RbCl	0.818	CsCl型
AgCl	0.696	NaCl型
NaI	0.440	NaCl型
CaO	0.707	NaCl型

5. 试推测下列物质分别属于哪一类晶体

物质 B LiCl BCl3

熔点/ ℃ 2300 605 －107.3

答：B是原子晶体，LiCl是离子晶体，BCl3是分子晶体。

6. 已知KI 的晶格能U = 649 kJ·mol－1，K的升华热ΔSHΘ=90kJ·mol－1，K的电离能I1 = 418.9 kJ·mol－1，I2 的键（理）解能 DΘ(I—I) =152.549kJ·mol－1，I2的升华热 △SH中国被黑站点统计Θ= 62.4kJ·mol－1，I的电子亲和能Y=295.29kJ·mol-1，求KI的生成焓△fHmΘ。

解：

↓

I（g）+eI-（g）

↓ +

K（g） - e K+（g）

△fHmθ=++++

=ΔSHΘ（K）+0.5 DΘ(I—I)+0.5△SHΘ（I2）+I1-Y-U

=90+0.562.4+0.5152.549+418.9-295.29-649

=-327.9 kJ·mol-1

7. 写出下列各种离子的电子分布式，并指出它们各属于何种离子电子构型？

Fe3＋、Ag＋、 Ca2＋、Li＋、 Br－、 S2－、Pb2＋、 Pb4＋、 Bi3＋

答：

离子类型	电子排布式	电子构型	离子类型	加强筋电子排布式	电子构型
Fe3＋	[Ar]3d5	9-17电子构型	S2－	[Ar]	8电子构型
Ag＋	[Kr]4d10	18电子构型	Pb2＋	[Xe]4f145d106s2	18+2电子构型
Ca2＋	[Ar]	8电子构型	Pb4＋	[Xe]4f145d10	18电子构型
Li＋	[He]	2电子构型	Bi3＋	[Xe]4f145d106s2	18+2电子构型
Br－	[Kr]	8电子构型

8. MgSe 和 MnSe 的离子间距离均为0.273nm，但Mg2＋ Mn2＋的离子半径又不相同，如何解释此事实？

答：Mn2＋属于9—17电子构型，Mg2＋属于8钼铜合金电子构型，Mn2＋的极化作用和变形作用都比Mg2＋大。

9. 试用离子极化作用解释二元化合物（AB型）中，由于离子间相互极化作用的加强，晶体构型由CsCl型→NaCl 型→ ZnS型→分子晶体的转变，以及相应的配位数变化。

答：Cs+虽是18电子构型，但Cs+半径比Na+大得多，极化作用较弱，配位数为8。Na+极化能力强，NaCl核间距离缩小程度较大，配位数是6。Zn2+为18电子构型，电荷数也较高，极化作用很强，8电子构型的S2-半径很大，变形性大，离子键共价程度很高，晶体由离子晶体向分子晶体过渡，配位数变为4。

10. 试用离子极化的观点解释：

① KCl，CaCl2的熔点、沸点高于GeCl4；

② ZnCl2的熔点、沸点低于CaCl2；

③ FeCl3的熔点、沸点低于FeCl2。

答：①K+、Ca2+的极化作用比Ge4+弱，GeCl4中离子键的共价程度较高，故GeCl4熔点、沸点比前两者低。

②Zn2+是18电子构型，Ca2+是8电子构型，锌离子的极化作用和变形性都比钙离子大，所以ZnCl2有较低的熔点、沸点。

③Fe3+比Fe2+电荷高、半径小，极化作用较强，所以FeCl3的熔点、沸点低于FeCl2。

11. MgO和BaO的晶格都是NaCl型，为什么MgO的熔点和硬度比BaO的高？

答：Mg2+半径比Ba2+的小，MgO桑塔纳化油器晶格能大，因此MgO的熔点和硬度比BaO的高。

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