14 第3章 晶体结构
3.3. 指出下列物质在晶体中质点间的作用力、晶格类型、熔点高低。
（1）KCl (2) SiC (3) CH3Cl (4) NH3 (5) Cu (6) Xe
答： 结果见下表：
化合物 晶体中质点间作用力 晶体类型 熔点
KCl
SiC
CH3Cl
NH3
Cu
Xe 离子键
共价键
分子间力
氢键，分子间力
金属键
色散力 离子晶体
原子晶体
分子晶体
分子晶体
金属晶体
分子晶体 较高
很高
较低
较低
较高
很低
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3.4 试解释下列现象
答： （1） CO2 SiO2
晶体类型 分子型 原子型
质点间作用力 微弱的分子间力 极强的共价键
（2）卫生球（萘，C10H8）为分子型晶体，质点间微弱的分子间作用力，所以易挥发，气味很大。
（3） Na+(8电子构型)极化力
Na+(8电子构型)变形性
因而NaCl是典型的离子晶体，易溶于极性水中；AgCl共价性突出，难溶于水。
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3.8 解释下列问题
答： (1) CCl4、CH4、CF4、CI4是构型相同的非极性分子晶体，质点间的作用力-色散力是决定物质熔沸点的主要因素，分子量愈大，分子的体积就愈大，色散力就愈大，所以CCl4是液体，CH4、CF4是气体，而分子量最大的CI4常温下为固体。
(2) BeO、LiF都是NaCl型离子晶体，晶格能的大小决定着晶体的熔点高低，即：晶格能愈大，晶体的熔点愈高。因为晶格能正比与正负离子电荷，反比 15 于正负离子的核间距，而Be2+电荷比Li+多，r(Be2+)
1 第 3 章 晶体结构习题
1．选择题：
3-1．下列物质的熔点由高到低的顺序正确的为„„„„„„„„„„ ( )
(A) CuCl2＞SiO2＞NH3＞PH3
(B) SiO2＞CuCl2＞NH3＞PH3
(C) SiO2＞CuCl2＞PH3＞NH3
(D) CuCl2＞SiO2＞PH3＞NH3
3-2．下列物质中，共价成分最大的是„„„„„„„„„„„„„„ ( )
(A) A1F3 (B)FeCl3 (C) FeCl2 (D) SnCl4
3-3．下列碳酸盐中，分解温度最低的是 „„„„„„„„„„„„„( )
(A) Na2CO3 (B) (NH4)2CO3 (C) ZnCO3 (D) MgCO3
3-4．下列各物质中只需克服色散力就能使之气化的是„„„„„„„ ( )
(A)HCl (B)C (C)N2 (D)MgCO3
3-5．下列哪种稀有气体沸点最低„„„„„„„„„„„„„„„„ ( )
(A) He (B) Ne (C) Ar (D) Xe
3-6．下列哪一种物质的沸点最高„„„„„„„„„„„„„„„„( )
(A) H2Se (B) H2S (C) H2Te (D) H2O
3-7．下列离子中，极化率最大的是„„„„„„„„„„„„„„„（ ）
第3章 晶体结构
1. 填写下表
物 质 晶格结点上质点 质点间作用力 晶格类型 预言熔点高低
MgCl2 正、负离子，Mg2＋、Cl－ 离子键 离子晶体 高
O2 O2分子 色散力 分子晶体 低
SiC Si、C原子 共价键 原子晶体 较高
HF HF分子 色散力、诱导力、取向力、氢键 分子晶体 低
H2O H2O分子 色散力、诱导力、取向力、氢键 分子晶体 低
MgO Mg2＋、O2-离子 离子键 离子晶体 高
2. 试推测下列物质中何者熔点高？何者熔点低？
① NaCl KBr KCl MgO
② N2 Si NH3
答：①这些物质都是离子化合物，离子键越短，离子键越强，熔点越高，反之熔点越低， MgO离子键最短，KBr离子键最长，所以MgO熔点最高，KBr熔点最低。
②Si是原子晶体，它的熔点最高，N2、NH3 都是分子晶体，分子晶体主要靠范德华力结合在一起，摩尔质量越大，范德华力越大，但是NH3之间还存在氢键，氢键比范德华力要大得多，所以N2的熔点最小。
3. 结合下列物质讨论键型的过渡。
Cl2 HCl AgI NaF
答：Cl2是由共价键结合起来的非极性分子，键的共价性最强。NaF由离子键结合在一起，键的极性最强。HCl分子中的化学键虽然还是共价键，但是由于H、Cl电负性相差较大，电子对偏离较大，已经具有一定的离子键的性质。AgI中的化学键已经处于离子键和共价键的过渡状态，属于过渡键型。
4. 已知各离子的半径如下：
离子 Na＋ Rb＋ Ag＋ Ca2＋ Cl － I－ O2－
离子半径 / pm 95 148 126 99 181 216 140 根据半径比规则，试推算RbCl，AgCl，NaI，CaO的晶体构型。
第三章 晶体结构缺陷
【例3—1】 写出MgO形成肖特基缺陷的反应方程式。
【解】 MgO形成肖特基缺陷时,表面的Mg2+和O2－离子迁到表面新位置上,在晶体内部留下空位,用方程式表示为:
该方程式中的表面位置与新表面位置无本质区别，故可以从方程两边消掉，以零O（naught）代表无缺陷状态,则肖特基缺陷方程式可简化为:
【例3-2】 写出AgBr形成弗伦克尔缺陷的反应方程式。
【解】AgBr中半径小的Ag+离子进入晶格间隙，在其格点上留下空位，方程式为：
【提示】 一般规律：当晶体中剩余空隙比较小，如NaCl型结构，容易形成肖特基缺陷；当晶体中剩余空隙比较大时，如萤石CaF2型结构等，容易产生弗伦克尔缺陷。
【例3—3】 写出NaF加入YF3中的缺陷反应方程式.
【解】 首先以正离子为基准,Na+离子占据Y3+位置,该位置带有2个单位负电荷，同时，引入的1个F－离子位于基质晶体中F－离子的位置上。按照位置关系，基质YF3中正负离子格点数之比为1/3，现在只引入了1个F－离子，所以还有2个F－离子位置空着。反应方程式为：
可以验证该方程式符合上述3个原则。
再以负离子为基准，假设引入3个F－离子位于基质中的F－离子位置上，与此同时，引入了3个Na+离子。根据基质晶体中的位置关系，只能有1个Na+离子占据Y3+离子位置，其余2个Na+位于晶格间隙，方程式为：
此方程亦满足上述3个原则.当然，也可以写出其他形式的缺陷反应方程式,但上述2个方程所代表的缺陷是最可能出现的。
【例3-4】 写出CaCl2加入KCl中的缺陷反应方程式。
【解】 以正离子为基准，缺陷反应方程式为:
以负离子为基准,则缺陷反应方程式为：
这也是2个典型的缺陷反应方程式，与后边将要介绍的固溶体类型相对应。
【提示】通过上述2个实例,可以得出2条基本规律:
（1)低价正离子占据高价正离子位置时,该位置带有负电荷。为了保持电中性，会产生负离子空位或间隙正离子。
