固体的结构与性质高等教育理学_高等教育-大学课件.pdf

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1、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1128C,溶于CS2,CCb 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/C 993 801 747 661(2)物质 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 熔点/C-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

2、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、SiCb、SiB“、Sib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+,S&,F-分别形成CaF2,SrF?晶体时，何者放出的能量多?为什么?形成 CaF 2晶体时放出的能量 多。因为离子半径 r(Ca 2+)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：BeOLiF。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

3、体。所以Si。？的熔点高于CO?。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n键，大n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，属于采用键连接的原子晶体。所以金刚石坚 硬且不导电。知下列两类晶体的熔点物质熔点物质熔点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

4、离子晶体的熔着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当气态离子分别形成晶体时何者放出的能量多为什么形成晶体时放出的能量多因为离子半径形成的晶体的核间距离较小相对较稳定的缘故解释下列问题的熔点高于因为门而于的熔点高于为原子晶体而为分子晶体所以的熔点高于冰的熔点高于干冰固态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杂化层与层之间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；X(2)熔化或压碎离子晶体所需要的能量，数值上等于晶格 能；X(3)溶于水能导电的晶体必为离子晶体；X(4)共价化合物呈

5、固态时，均为分子晶体，因此熔、沸点都 低；X(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。V 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。NaCI易溶于水，而CuCI难溶于水。Cu+是18电

6、子构型，而Na+是8电子构型，Cu+的极化力比Na+强，所以CuCI 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 CuCI 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。知下列两类晶体的熔点物质熔点物质熔点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着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当气态离子分别形成晶体时何者放出的能量多

7、为什么形成晶体时放出的能量多因为离子半径形成的晶体的核间距离较小相对较稳定的缘故解释下列问题的熔点高于因为门而于的熔点高于为原子晶体而为分子晶体所以的熔点高于冰的熔点高于干冰固态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杂化层与层之间8.已知：AIF3为离子型，AICI3,AIBz为过渡型，All 3为 共价型。试说明它们键型差别的原因。AlF 3、AlCl 3、AlBr 3、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

8、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+)ScNMgONaF.2.下列物质中，

9、试推测何者熔点最低?何者最高?(1)NaCl KBr KCl MgO(2)N2 Si NH3 解：(1)KBr的熔点最低，MgO最高；(2)2的熔点最低,Si 最高。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+离子 电子分布式 离子电子构型 Fe3+1s22S22p63s23p63d5 917 Ag+1 2s22p63s23p63d104s24p64d10 18 Ca2+1s22S22p63s23p6 8 Li+1Si 2 知下列两类晶体的熔点物质熔点物质熔点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

10、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着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当气态离子分别形成晶体时何者放出的能量多为什么形成晶体时放出的能量多因为离子半径形成的晶体的核间距离较小相对较稳定的缘故解释下列问题的熔点高于因为门而于的熔点高于为原子晶体而为分子晶体所以的熔点高于冰的熔点高于干冰固态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杂化层与层之间s2-1s22S22p63S23p6 8 Pb2+Xe4f145d106s2 18+2

11、 Pb4+Xe4f145d10 18 Bi3+Xe4f145d106s2 18+2 4.今试推测下列物质分别属于哪一类晶体？物质 B LiCI BCI3 熔点/C 2300 605-107.3 解：B属原子晶体，LiCI属离子晶体，BCI3为分子晶体 5.(1)试推测下列物质可形成何种类型的晶体？O2 H2S KCI Si Pt(2)下列物质熔化时，要克服何种作用力？AIN Al HF(s)K2S 知下列两类晶体的熔点物质熔点物质熔点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

12、的熔着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当气态离子分别形成晶体时何者放出的能量多为什么形成晶体时放出的能量多因为离子半径形成的晶体的核间距离较小相对较稳定的缘故解释下列问题的熔点高于因为门而于的熔点高于为原子晶体而为分子晶体所以的熔点高于冰的熔点高于干冰固态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杂化层与层之间解：（1）。2、H?S为分子晶体，KCI为离子晶体，Si为原子 晶体，Pt为金属晶体。AIN为共价键，AI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

13、表 物质 晶格结点上 的粒子 晶格结点上 粒子间的作 用力 晶体类型 预测熔点（高或低）N2 N2分子 分子间力 分子晶体 很低 SiC Si、C原子 共价键 原子晶体 很高 Cu Cu原子和 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 BaCb Ba2+、Cl-离 子 离子键 离子晶体 较咼 7.用下列给出的数据，计算 AIF3（S）的晶格能（U）A1（s）Al（g）,GbHm=326.4kjLmo|1 知下列两类晶体的熔点物质熔点物质熔点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

14、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着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当气态离子分别形成晶体时何者放出的能量多为什么形成晶体时放出的能量多因为离子半径形成的晶体的核间距离较小相对较稳定的缘故解释下列问题的熔点高于因为门而于的熔点高于为原子晶体而为分子晶体所以的熔点高于冰的熔点高于干冰固态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杂化层与层之间AiF3(Al(g)-3e-Al3+(g);I=Ii+b+I3=5139.1 kJ mol-1 Al(s)+3/2F2(g)AIF3(s);fH

15、m i5iokjLmoL F2(g)2F(g);D 0(F-F)=156.9 kJ mol-1 F(g)+e-F(g);E&322kJLmol-1 解 Al(s+r2(g)|吓-F)V.+环 3吃)-_3E I=虫如可+DFF-F)+3 耳+丁-毋 =326.4+|-156.9+3-(-322)+5139.1-(-1510)kJmoC1=6245 V mo/_1 8.已知KI的晶格能U=649kJmol-1,K的升华热 subHm=90kjLmo,K 的电离能 I1=418.9kJmol-1,I2 的解离 能 D0(I-I)=152.549kJ mol-1,I 的电子亲合能 EA1=-295k

16、J mol-1,I2 的升华热 jHm 二 62.4kjLmo，求 KI 的生 成焓Hm?知下列两类晶体的熔点物质熔点物质熔点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着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当气态离子分别形成晶体时何者放出的能量多为什么形成晶体时放出的能量多因为离子半径形成的晶体的核间距离较小相对较稳定的缘故解释下列问题的熔点高于因为门而于的熔点高于为原子晶体而为分子晶体所以的熔点高于冰的熔点高于干冰固态它们都属于分子晶体但是冰分子中具有氢键

17、所以冰的熔点高于干冰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杂化层与层之间解:KI -U +丄 LfI-l)+EA+IX-U 2 1 i=90+x62.4+x152.549+-295.+418.9-649 L 2 2=-328V._1 9.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。Al3+Na+Si4+(2)Sn2+Ge2+I-解：极化力：Na+、Al3+、Si4+，变形性：Si4+、Al3、A 护 K Q+匸厶H-知下列两类晶体的熔点物质熔点物质熔点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

18、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着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当气态离子分别形成晶体时何者放出的能量多为什么形成晶体时放出的能量多因为离子半径形成的晶体的核间距离较小相对较稳定的缘故解释下列问题的熔点高于因为门而于的熔点高于为原子晶体而为分子晶体所以的熔点高于冰的熔点高于干冰固态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杂化层与层之间Na+；极化力：Ge2+、Sn2+、I-，变形性：I-、Sn2+、Ge2+10.试按离子极化作用由强到弱的顺序重新排出下列物质 的

19、次序。MgCl 2 SiCl4 NaCl AlCl 3 解：SiCl4、AlCl3、MgCl2、NaCl。11.比较下列每组中化合物的离子极化作用的强弱，并预 测溶解度的相对大小。(1)ZnS CdS HgS (2)PbF2 PbCl2 PbI2(3)CaS FeS ZnS 解：(1)离子极化作用由强到弱：HgSCdSZnS;溶解度 由小到大:HgSCdSPbCbPbF2；溶解度由小 到大 PbI2PbCl2FeSCaS溶解度由小到 大 ZnSFeSCaS.知下列两类晶体的熔点物质熔点物质熔点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着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当气态离子分别形成晶体时何者放出的能量多为什么形成晶体时放出的能量多因为离子半径形成的晶体的核间距离较小相对较稳定的缘故解释下列问题的熔点高于因为门而于的熔点高于为原子晶体而为分子晶体所以的熔点高于冰的熔点高于干冰固态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杂化层与层之间