无机化学 晶体结构习题

一.选择题

1.下列离子中，半径依次变小的顺序是(     )                                       

2.  A. F- ，Na+ ，Mg2+ ，Al3+      B. Na+ ，Mg2+ ，Al3+ ，F-                

3.  C. Al3+ ，Mg2+ ，Na+ ，F-       D. F- ，Al3+ ，Mg2+ ，Na+ 

4.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                                                                  

5.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.                                                       

6.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.                       

7.下列物质中，熔点最低的是(     )                                               

     A. NaCl       B. AlCl3        C. KF         D. MgO               

8.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.                                  

9.下列离子最易变形的是(     )                                                  

     A. F-         B. CN-          C. NO3-          D. Br-                 

10.下列阳离子变形性最大的是(     )                                              

     A. Na+        B. K+           C. Li+            D. Ag+                      

11.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. Mg2+ 、Ca2+ 、Ba2+                   

     C. Ag+ 、Pb2+ 、Hg+          D. Cl- 、Br- 、I-                     

12.下列化合物熔点最高的是(     )                                                

    A. MgCl2      B. NaCl         C. ZnCl2    D. AlCl3               

13.下列化合物在水中溶解度最大的是(     )                                        

    A. AgF        B. AgCl         C. AgBr     D. AgI                          

14.下列化合物哪个熔沸点最低(     )                                              

    A. KCl        B. CaCl2        C. AlCl3     D. GeCl2              

15.下列氧化物属于离子型的是(     )                                              

    A. Ag2O      B. ZnO         C. PbO2      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 MgCl2  AlCl3  SiCl4 自左向右各化合物熔 点依次__________，其原因是____________________________________              

9.填下表:                                                                  

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SiO2的熔点高于SO2?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(Be2+ )=35，      r(Mg2+ )=66，      r(Cs+ )=167，               

            r(O2- )=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.                                  

10.<1>. ZnCl2 、CaCl2 、FeCl3 、KCl                                

11.<2>. SiCl4 、AlCl3 、PCl5 、MgCl2 、NaCl 

12.如何解释下列颜色变化?                                                        

13.AgF  无色     AgCl 白色     AgBr 浅黄色      AgI 黄色 

14.ZnCl2 的沸点和熔点低于CaCl2 ，如何解释? 

第八章 晶体结构习题答案

一.选择题

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+ >Mg2+ >Al3+                                  

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

9.

11.越小       越强 

12.离子晶体     分子晶体                                                  

13.晶胞       晶胞                                                        

14.NaCl       6                                                           15.4      8                                                               

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

2.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.                   

3.面心立方紧密堆积      配位数为12        

4.体心立方紧密堆积      配位数为8          

六方紧密堆积          配位数为12   

5.SiO2为原子晶体，SO2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.

6.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.

7.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.

8.BeO属ZnS型(r+/r-=0.265)                                           

MgO属NaCl型( r+/r-=0.500)     CsI属CsCl型(r+/r-=0.759)               

9.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.                            

10.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，其结果使晶体价成分增大，而难溶于水和颜色加深.                             

11.<1>. ZnCl2 >FeCl3 >CaCl2 >KCl                          

    <2>. PCl5 >SiCl4 >AlCl3 >MgCl2 >NaCl              

12.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Zn2+ 的半径比Ca2+ 的小，Zn2+ 是18e型，而Ca2+ 是8e，所以Zn2+ 离子极化作用强于Ca2+ ，使得ZnCl2 共价成分高于CaCl2 ，所以熔沸点低于CaCl2 .