天津大学无机化学教研室《无机化学》(第4版)章节题库(固体的结构与性质)【圣才出品】

第7章　固体的结构与性质

一、选择题

1．在NaCl晶体中，Na＋的配位数是（）。

A．2

B．4

C．6

D．8

【答案】C

2．某晶体的晶胞参数满足关系a＝b＝c，α＝β＝γ，则下列判断中正确的是（）。

A．一定属于立方晶系

B．一定属于三方晶系

C．一定属于六方晶系

D．属于立方晶系或三方晶系

【答案】D

【解析】晶胞参数与晶系的关系见表7-1：

表7-1

3．下列金属晶体中，不属于密堆积的是（）。

A．金刚石型

B．立方面心

C．立方体心

D．六方

【答案】A

【解析】金刚石型金属配位数为4，堆积的空间利用率最低（34.01％）；立方面心和六方晶系金属配位数为12，空间利用率高（74.05％）；立方体心金属配位数为8，空间利用率居中（68.02％）；除金刚石堆积方式外，其他三种余属晶体均属密堆积。

二、填空题

1．给出晶体中离子的配位数比：NaCl ，立方ZnS ，CsCl 。

【答案】6:6；4:4；8:8

2．Ag＋半径为128pm，I－半径为220pm，按半径比规则，AgI具有型结构，离子的配位数应为，实际上AgI晶体中配位数为，这是由于造成的。

【答案】NaCl；6；4；离子相互极化

【解析】离子半径比规则只能应用于离子型晶体，而不适用于共价化合物。如果正负离子之间有强烈的相互极化作用，晶体类型就会偏离AB型离子晶体类型的一般规则。例如，本题AgI按离子半径比计算r＋/r－＝0.58，介于0.414～0.732，应属于NaCl型晶体，而实际上是ZnS型晶体，这是正负离子相互极化的缘故。

3．给出金属晶体的晶胞中原子数：六方密堆积，立方面心密堆积，立方体心密堆积，金刚石型堆积。

【答案】2；4；2；8

三、简答题

判断下列化合物熔点高低顺序并说明理由。

MgO，BaO，BN，ZnCl2。

答：BN＞MgO＞BaO＞ZnCl2。BN层内为原子晶体，熔点最高；MgO、BaO和ZnCl2为离子晶体，其熔沸点高低与离子键强度有关。ZnCl2：＋2价离子与－1价离子的引力小，熔点最低；MgO与BaO：离子半径Mg2＋＜Ba2＋，离子键强度MgO＞BaO，故熔点MgO＞BaO。

四、计算题

1．根据下列数据，计算溴化镁的晶格能。

溴化镁的生成热：－524.3 kJ·mol－1

镁的升华热：146 kJ·mol －1

镁的第一电离能：738 kJ·mol －1

镁的第二电离能：1451 kJ·mol －1

液溴的气化热：37 kJ·mol －1

溴的解离能：193 kJ·mol

－1

溴的电子亲和能：－348.6 kJ·mol －1

解：根据题给数据设计玻恩-哈伯循环：

由赫斯定律得

晶格能为

2．已知灰锡具有金刚石型结构，晶胞参数a ＝648.9pm 。求金属Sn 的半径和空间占有率。

解：Sn 的晶胞如图7-1所示：

图7-1

晶胞中对角线AD是两个相切原子（如A和B位置）核间距的4倍，即AD是Sn半径的8倍：AD＝8r

由得

晶胞中8个Sn原子的体积为

晶胞的体积为V＝a3

Sn的空间占有率

3．已知金属铜为面心立方晶胞，原子间的最近接触距离为2.556×10－8cm，已知Cu的相对原子质量为63.54。

试计算：

（1）Cu的晶胞边长；

（2）Cu的密度（以g·cm－3表示）；

（3）Cu的空间占有率。

解：（1）原子半径

晶胞边长为

（2）每个晶胞中有4个Cu原子，则Cu的密度为

（3）晶胞中4个Cu原子的体积为

Cu的空间占有率为

4．已知NiO晶体具有NaCl型晶体结构，晶体密度为6.91g·cm－3。若将NiO晶体在氧气中小心加热，部分Ni2＋被氧化为Ni3＋而生成具有晶格缺陷的Ni x O，测得Ni x O密度为6.47g·cm－3。已知Ni的相对原子质量为58.70，O的相对原子质量为16.00。

试计算：

（1）Ni x O的晶胞参数a；

（2）Ni x O晶体中Ni—Ni最短距离；

（3）Ni x O的x值；

（4）Ni x O晶体中Ni3＋与Ni2＋比值。

解：（1）假设晶体发生缺陷后晶胞参数不变。

由晶体密度知

一个晶胞中有4个Ni2＋和4个O2－，1mol晶胞中有个单元。

则晶胞体积为

晶胞边长为

（2）Ni x O晶体中Ni-Ni最短距离为

（3）Ni x O晶体的质量为m＝4×（58.70x＋16.00）

晶体密度为