教材第四章习题解答

第四章晶体结构习题解答

1．是非题

① 离子晶体中正、负离子的堆积方式主要取决于离子键的方向性。（ ） ② 由于共价键十分牢固，因而共价化合物的熔点均较高。 （ ） ③ 金属材料具有优良的延展性与金属键没有方向性有关。 （ ） ④ 分子晶体的物理性质取决于分子中共价键的强度。 （ ） 【解答】① 错误，离子键没有方向性和饱和性。②错误，化合物熔点的高低取决于晶体结点上原子、分子或离子等微粒之间的作用力的大小。③ 正确。④ 错误，分子晶体的物理性质取决于晶格结点上分子与分子之间作用力的大小。

2．选择题（选择1个或2个正确答案）

① 下列几种固体物质晶格中，由独立分子占据晶格结点的是（ ）

A. 石墨 B. 干冰 C. SiC D. NaCl E. SiF4 ②晶格能的大小可用来表示（ ）

A. 共价键的强弱 B. 金属键的强弱 C. 离子键的强弱 D. 氢键的强弱

③ 由常温下Mn2O7是液体的事实，估计Mn2O7中的Mn与O之间的化学键

是（ ）。

A. 离子键 B. 共价键 C. 金属键 D. 氢键 ④下列四种离子晶体中熔点最高的是（ ）。

A. CaF2 B. BaCl2 C. NaCl D. MgO

【解答】① B，E；② C；③ B；④ D。

3．指出下列物质晶态时的晶体类型

① O2 ② SiC ③ KCl ④ Ti 。

【解答】① 分子晶体；② 原子晶体；③ 离子晶体；④ 金属晶体。

4．根据有关性质的提示，估计下列几种物质固态时的晶体类型

① 固态物质熔点高，不溶于水，是热、电的良导体。 ② 固态时熔点1000℃以上，易溶于水中。 ③ 常温为固态，不溶于水，易溶于苯。 ④ 2300℃以上熔化，固态和熔体均不导电。

【解答】① 金属晶体；② 离子晶体；③ 非极性分子晶体；④ 原子晶体。

5．熔融固态的下列物质时，需克服什么力？

a. 离子键；b. 共价键；c. 氢键；d. 取向力；e. 诱导力；f. 色散力。 ① CCl4 ② MgO ③ SiO2 ④ H2O 【解答】① f；② a；③ b；④ c,d,e,f 。

6．以列表的方式比较K、Cr、C、Cl四种元素的外层电子构型、在周期表中的分区、单质的晶体类型、熔点、硬度。 元素 外层电子构型 周期表中的分区 K Cr 4s1 3d54s2 s d 单质的晶体类型 金属晶体 金属晶体 原子晶体或C 2s22p2 p 层状过渡型晶体 Cl

7．由书中相关表格查出：1、密度最小的；2、熔点最低的；3、熔点最高的；4、硬度最大的；5、导电性最好的金属的元素符号及其相应数据。

【解答】密度最小的金属：Li,0.53g.cm-3；熔点最低的金属是汞，-38.84℃；熔点最高的金属是W，3410℃；导电性最好的金属是Ag，电导率是0.631×108σ/S.m-1。

3s3p 25熔点t /℃ 63.65 1857 硬度 (金刚石=10) 0.5 9.0 3550 10.0 p 分子晶体 -100.9 ----

8．什么叫晶格？四种基本类型晶体中，晶格结点上存在什么微粒？粒子之间存在什么作用力？对物质性质有何影响？

【解答】晶体是由原子、离子、分子等微粒在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。将晶体的微粒抽象为几何学中的点，无数这样的点在空间按照一定的规律重复排列而成的几何构型叫做晶格。

晶体类型 离子晶体

基本微粒 正离子、负离子

结合力 静电引力

化或溶解可导电，高熔、沸点，低挥发 高硬度，高熔、沸点，不导电，不导热，不

原子晶体

原子

共价键

溶于任何溶剂

非极性分子：软，低熔、沸点，易挥发，低

分子间力、导电和导热性，易溶于非极性溶剂；

极性分子：略硬，略高熔、沸点，适当挥发，

氢键

低导电，适当导热，易溶于极性溶剂。

一般高硬度，高熔、沸点，高导电，高导热，

金属键

离子和自由电子

优良机械加工性和延展性；

对物理性质的影响

硬、脆、不导电，难导热，易溶 性溶剂，熔

非极性分子或极

分子晶体

性分子

金属原子、金属正

金属晶体

9．何谓晶格能？影响晶格能的因素有哪些？晶格能与物质的物理性质有何关系？

【解答】离子键的强度可用晶格能（U）的大小来衡量。在标准状态（100kPa，298.15K）下，将1mol的离子晶体解离成自由的气态正、负离子所吸收的能量称为离子晶体的晶格能，单位为kJ·mol-1。晶格能的大小与正、负离子的电荷数成正比，与正、负离子间的距离成反比。相同类型的离子晶体比较，离子的电荷越高，正、负离子半径越小，其晶格能越大，正、负离子间的结合力越强，此离子晶体的离子键越牢固，晶体的熔点越高、硬度也越大。

10．碳与硅是同族元素，为什么干冰和石英（SiO2）的物理性质却相差很远。 【解答】碳与硅是同族元素，但干冰（CO2）是非极性型分子晶体，分子间只存在很弱的色散力，所以干冰很软，熔、沸点低，易挥发（升华），易溶于非极性溶剂中。石英（SiO2）是原子晶体，占据晶格结点上的是原子，原子间通过

共价键结合在一起，原子型晶体中，由于原子之间的共价键比较牢固，键的强度比较高，所以原子型晶体一般具有高硬度，高熔、沸点，极低或没有挥发性，不导电，难导热，熔化时也不导电，在极性或非极性溶剂中基本都不溶解。

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