无机化学固体结构

⼤连理⼯⼤学⽆机化学教研室《⽆机化学》（第5版）（课后习题详解固体结构）10.2　课后习题详解1. 填充下表：解：根据已知条件可得表10.1：表 10.12.根据晶胞参数，判断下列物质各属于何种晶系?解：根据已知条件可得表10.2：表 10.23. 根据离⼦半径⽐推测下列物质的晶体各属何种类型。

解：上述物质都为AB 型离⼦键化合物，在不考虑离⼦极化的前提下，晶体的离⼦半径⽐与晶体构型的关系为：+-r r 当=0.225～0.414时，晶体为ZnS 型；+-r r =0.414～0.732时，晶体为NaCl 型；+-r r =0.732～1.000时，晶体为CsCl型。

+-r r4. 利⽤Born-Haber 循环计算NaCl 的晶格能。

解：设计循环如下：5. 试通过Born-Haber 循环，计算MgCl 2晶格能，并⽤公式计算出晶格能，再确定两者符合程度如何（已知镁的I 2为1457 kJ?mol -1）。

解：设计的循环如下：则通过Born-Haber 循环，计算MgCl 2晶格能为：⽤公式计算出晶格能为：通过⽐较两种⽅法计算出的晶格能⼤⼩，可见⽤两种⽅法计算的结构基本相符。

6. KF 晶体属于NaCl 构型，试利⽤公式计算KF 晶体的晶格能。

已知从Born-Haber 循环求得的晶格能为802.5 kJ?mol -1。

⽐较实验值和理论值的符合程度如何。

解：根据题意可知，晶体属于构型，即离⼦晶体构型，故查表可知KF NaCl 。

1.748A =⼜因为，，所以1(79)82n =+=0()()133136269R r K r F pm pm pm +-=+=+=与Born-Haber 循环所得结果相⽐，误差为7. 下列物质中，何者熔点最低?解：⼀般情况下，离⼦晶体的晶格能越⼤，则其熔点越⾼。

影响晶格能的因素很多，主要是离⼦的半径和电荷。

电荷数越⼤，离⼦半径越⼩，其晶格能就越⼤，熔点越⾼。

所以的熔点最低。

10.1　复习笔记一、晶体的结构1．晶体的组成和性质晶体是由原子、离子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体。

具有以下普遍性质：（1）具有规则的多面体几何外形；（2）呈现各向异性；（3）具有固定的熔点。

上述特征是由晶体的微观内在结构决定的。

2．晶格理论将组成晶体的微粒所在的空间的点联结起来得到的空间格子称为晶格，用以表示晶体结构的周期性排列。

晶格上排列的微粒称为晶格结点。

晶格中，能代表晶体结构特征的最小重复单元称为晶胞。

无数个晶胞在空间周期性的紧密排列则组成晶体，展现了组成晶体的微粒采取密堆积的结构模式。

所谓密堆积就是在单位体积中容纳的粒子数尽可能多。

主要的密堆积方式有：六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方密堆积。

密堆积层间存在两类空隙：四面体空隙和八面体空隙。

晶体有七种晶系：立方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系、三方晶系和六方晶系。

如表10-1所示。

表10-1 晶体的七种晶系按带心型式分类，将七大晶系分为14种形式。

例如，立方晶系分为简单立方、体心立方和面心立方三种形式。

3．晶体缺陷（1）本征缺陷：由于晶体中晶格结点上的微粒热涨落导致的；（2）杂质缺陷：由于杂质进入晶体后所形成的缺陷；（3）非化学计量化合物：组成中各元素原子的相对数目不能用整数比表示的化合物。

非晶体：非晶体没有规则的外形，内部微粒的排列是无规则的，没有特定的晶面。

又称为过冷的液体。

非晶体物质有：玻璃、沥青、石蜡、橡胶和塑料等。

准晶体：质点呈定向有序排列，但不做周期性平移重复。

介于非晶态和晶态之间的一种新物态。

二、晶体的类型与性质根据组成晶体的质子种类及粒子之间作用力的不同，可将晶体分为离子晶体、原子晶体、金属晶体和分子晶体。

还有些物质属于混合型晶体，例如：石墨、黑磷、六方氮化硼等。

晶体的类型不同，其物性就不同。

例如：由物质的熔点可以估计它们属于哪一类晶体。

但是应当指出的是，不能仅仅根据熔点来区分原子晶体、离子晶体和金属晶体，还要参照1．金属晶体（1）金属晶体的形成金属晶体是金属原子或离子彼此靠金属键结合而成的晶体。

无机化合物的结构特点无机化合物是由无机元素组成的化合物，其结构特点对于理解和应用无机化学具有重要意义。

本文将介绍无机化合物的结构特点，包括晶体结构、配位数、键长和键角等方面。

晶体结构晶体结构是无机化合物中最基本的结构特点之一。

晶体是由原子、离子或分子按照一定的规则排列而成的固体。

根据晶体中原子、离子或分子的排列方式，可以将晶体分为离子晶体、共价晶体和金属晶体等不同类型。

离子晶体是由正负离子通过离子键相互吸引而形成的晶体。

典型的离子晶体包括氯化钠、氧化铝等。

在离子晶体中，正负离子按照一定比例排列，形成紧密有序的结构。

离子晶体的结构稳定，具有高熔点和良好的导电性。

共价晶体是由共价键连接起来的原子或分子组成的晶体。

典型的共价晶体包括二氧化硅、硫化碳等。

在共价晶体中，原子或分子通过共用电子形成共价键，形成稳定的晶体结构。

共价晶体的结构多样，具有较低的熔点和较差的导电性。

金属晶体是由金属原子通过金属键相互吸引而形成的晶体。

典型的金属晶体包括铁、铜等。

在金属晶体中，金属原子通过电子云形成金属键，形成紧密堆积的结构。

金属晶体具有良好的导电性和延展性。

配位数配位数是指一个中心离子周围配位体的个数。

在无机化合物中，配位数对于化合物的性质和反应具有重要影响。

常见的配位数包括2、4、6等。

例如，四氯化钛（TiCl4）中，钛离子与四个氯离子形成四个配位键，配位数为4。

六水合硫酸铜（CuSO4·6H2O）中，铜离子与六个水分子形成六个配位键，配位数为6。

配位数的大小与中心离子的电荷、半径以及配位体的大小和电荷等因素有关。

不同的配位数会导致化合物的结构和性质的差异。

键长和键角键长和键角是无机化合物中分子或离子之间相互作用的重要参数。

它们决定了化合物的空间结构和化学性质。

键长是指两个原子之间共价键的距离。

在无机化合物中，不同类型的键具有不同的键长。

例如，单键的键长通常较长，双键的键长较短，三键的键长更短。

键长的大小与原子半径、电荷以及化学环境等因素有关。