化学自习室移动版

1.根据氢键的成因可知，H— F…H中的氢键的键能大于H^_O-H中氢键的键能，但为什么 H₂O的沸点为100℃，而HF的沸点却为20℃呢？

解答：依据实验数据，H—F…H中氢键的键 能为28 KJ/mol，H－O－H氢键的键能为18 KJ/mol。但一个水分子当中有两个H－O共价键，它可以形成两个氢键，一个氢键的键能是18 KJ/mol，那么 两个氢键的键能就是36 KJ/mol；而在一个HF分子 中，一个氢键的键能是28 KJ/mol，液态的水变成气 态的单个水分子就比液态的HF变为单个的气态 HF需要更高的能量。所以水的沸点比HF的沸 点高。

2.水结冰体积膨胀，如何解释？

解答在水蒸气中水以单个的H₂O分子形 式存在；在液态水中，经常是几个水分子通过氢键 结合起来，形成(H₂₀)_n；在固态水(冰)中，水分子大范围地以氢键互相联结，而氢键的形成是有方向性的，所以形成相当疏松的晶体，从而在结构中 有许多空隙，造成体积膨胀。

3. “相似相溶”原理能解释全部的溶解问题吗？

解答：相似相溶是人们在长期的实践过程中 总结出来的一条经验性的结论：非极性溶质一般 能溶于非极性溶剂；极性溶质一般能溶于极性溶 剂。这仅仅是一条经验，并不能解释全部的溶解 问题。

4.何为晶胞？判断晶体的晶胞有何依据？

解答：应用X射线研究晶体的结构表明：组成晶体的质点(分子、原子、离子)以确定位置的点 在空间做有规则的排列，这些点群具有一定的几何形状，称为结晶格子，简称晶格。每个质点在晶格中所占有的位置称为晶体的结点。晶格中含有的晶体结构中具有代表性的最小重复单位，称为单元晶胞，简称晶胞。晶胞在空间里无限地周期性地重复就成为晶格，晶胞在三维寥间无限地重复就产生宏观的晶体。

我们在解有关晶体的一些习题时，有时需要判断晶体的晶胞，依据上述解释，晶胞的重复部分应该是相同的，所以作为晶胞，它的每个顶点上的质点应该是相同的。

5. 晶体中只要有阳离子就一定有阴离子，这 种说法正确吗？为什么？

解答：这种说法是不正确的。对于离子晶体来说，构成微粒是阴阳离子，也就是说，在离子晶 体中，只要有阳离子，就一定有阴离子；但在金属 晶体中，构成微粒是金属阳离子与自由电子，亦即在金属晶体内部只存在阳离子，而没有阴离子。

6. 金属晶体的熔点一定比分子晶体的熔点高吗？

解答：一般来说是这样一种情况。因为金属晶体是金属阳离子与自由电子靠金属键结合在一 起的，晶体熔化时，破坏的是键能比较强的金属 键，因此熔点比较高；而分子晶体是分子之间靠分子间的作用力结合在一起的，分子间的作用力比较弱，分子晶体熔化时不需要太高的能量，亦即熔 点比较低。但是也有例外，如金属晶体中的汞的熔点就比分子晶体中硫单质的熔点低(汞的熔点 为－38.87℃；，硫的熔点为112.8℃)。

7. 石墨晶体同一层中的碳原子为什么只形 成三个共价键？另一个电子去哪儿了？

解答：石墨是原子晶体、金属晶体、分子晶体之间的一种混合型晶体。在它的晶体中，同层的 碳原子以sp²杂化轨道形成共价键，每个碳原子 以三个共价键与另外三个碳原子相连。六个碳原 子在同一平面上形成了正六边形的环，伸展形成 片层结构。这里C一C键的键长皆为142pm。在 同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道，它们相 互重叠，剩下的一个电子就在这里面自由的移动。 所以石墨可以导电和导热。

8.金属晶体中电子在电场的作用下做定向 移动，而金属阳离子也带电荷，为什么在电场的作 用下却不移动呢？

解答：这是一个认识上的误区。众所周知， 金属晶体中的阳离子是在固定的位置上。如果金 属阳离子也象自由电子一样作自由运动，那么金 属在常温下也就和液体一样，是流体了。在金属晶体中，金属阳离子是框架，自由电子就是在这个框架中做定向移动的。

9.为什么金属能导电、导热且有良好延展性，而通常状况下离子晶体却没有这种性质？

解答：金属之所以能够导电、导热，并且有良 有好的延展性，是因为金属当中存在自山移动的电子的缘故。而在离子晶体中，阴阳离子在固定的结点上，不能自由移动。所以离子晶体不能导电、不能导热、不具延展性。