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第 3 章 晶体结构 1． 结合下列物质讨论键型的过渡。 解： NaF AgI HCl Cl 2 离子键 离子极化结果 极性共价键 非极性共价键 离子键向共价键过渡 2．比较下列各项性质，并予以简单解释。 （ 1） SiO2， KI, FeCl 3,CCl 4 的熔点； 2） BF3, BBr 3 的熔点； 3） SiC、 CO2、 BaO 的硬度。 解：（ 1）熔点： SiO2KIFeCl 3CCl 4 SiO 2 是典型的原子晶体，晶体微粒间以牢固的共价键结合，熔点很高。 KI 为离子 晶体，晶体微粒间以离子键相结合。熔点较原子晶体低。 FeCl 3 是过渡型晶体，因而熔点 更低。 CCl 4 是分子晶体，且为非极性分子，微粒之间以色散力结合，因而熔点相对最低。 2）熔点： BF3 BBr 3 BF3 和 BBr 3 均是分子晶体， BBr 3 的分子量大于 BF 3 的分子量， 随着分子量的增加， 分子间力增大，熔点升高。 3）硬度： SiC BaO CO 2 SiC 是原子晶体，微粒之间的作用力是共价键，强度较大。 BaO 是离子晶体，微粒之 间的作用力是离子键。 CO2 是分子晶体，微粒之间的作用力是微弱的分子间力。 3．根据已给数据，判断下面晶体 BeS， NH 4CN ， CdO 是什么类型的离子晶体。正离子所 占空隙是什么？晶格类型是什么？晶胞中正负离子数目各是多少？ 离子半径 /pm 离子半径比 阴离子配位数 Be2+ 43 0.225 r + /r- ≤ 0.414 4 Cd 2+ 100 CN - 180 0.414 r + /r- ≤ 0.732 6 NH 4+ 135 2- 140 0.732 r +/r- 8 O S2- 180 解： BeS： r+/r-=43/180＝ 0.239，ZnS 型， Be 处于四面体空隙，面心立方晶格，正负离子数 4， 4； CdO： r+/r -=100/140 ＝ 0.714， NaCl 型， Cd2+处在八面体空隙，面心立方晶格，正负离子数 4， 4； NH 4 CN：r +/r-= CsC1  型， NH 4+ 处在立方体空隙，简单立方晶格，正负离子数  1， 1。 4．试用离子极化讨论  Cu+ 与  Na+ 虽然半径相近， 但 CuCl  在水中溶解度比  NaCl  小得多的原 因。 CuCl 与 NaCl 虽然半径相近、电荷相同，但离子的电子层构型不同： Na+ 2s22p6 8 电子构型 + 26 10 Cu 3s 3p 3d 18 电子构型 由于 8 电子构型的 Na+离子的极化能力和变形性都较弱，在 NaCl 晶体中以离子键为 主，而 18 电子构型的 Cu+ 离子有较强的极化能力，又有较大的变形性，因此 CuCl 的键 型由离子键向共价键过渡，故 NaCl 晶体有较大的溶解度，而 CuCl 却是难溶物质。 5． C 和 Si 在同一族，为什么 CO2 形成分子晶体而 SiO2 形成原子晶体？ 解： CO2 为分子晶体而 SiO2 为原子晶体， 无论从宏观上还是从微观上来讨论， 结果都是一 样的。从宏观上看， C 与 O 形成双键的键能比形成单键的键能的二倍要大，因而 C 与 成双键时，以 CO2 形成存在更稳定；而 Si 与 O 形成双键的键能要比形成单键的键能的二倍  O 形 要小，因而 的半径小，  Si 与 O 以单键相结合形成巨型的原子晶体而不是分子晶体。从微观角度看， C 与 O 的 p 轨道以肩并肩形式重叠能形成较强的 π键，因而 CO2 分子中  C 与  C O 之间以双键相结合， CO2 为分子晶体； 而 Si 与 O 间只能形成稳定的 σ单键，每个 Si 采取 sp3 杂化并与 4 个 O 形成 SiO2 四面体， 无限联接而构成原子晶体。 6． 下列说法是否正确？举例说明并解释原因。 1） 非极性分子中只有非极性共价键； 2） 极性分子中的化学键都有极性； 3） 形成离子晶体的化合物中不可能有共价键； 4） 全由共价键结合形成的化合物只能形成分子晶体； 5） 相对分子质量越大，分子间力越大； 6） 色散力只存在于非极性分子之间； 7） σ键比 π键的键能大； 8）化合物中阳离子的极化能力越强，在水中的溶解度越小。解： (1) 不正确。 分子是否有极性不只是由化学键的极性来决定的，若分子中极性共价键的偶极互相 抵消，即分子的正电重心和负电重心重合，则分子是非极性的。如  CCl 4，虽然  C— Cl  键为 极性键，由于分子是对称的，  4 个  C— Cl  键的偶极互相抵消，分子为非极性的，分子的偶极 矩为零。 (2) 不正确。 极性分