2023-2024学年苏教版新教材选择性必修二 专题3第二单元 离子键 离子晶体 学案

3.2离子键离子晶体【学习目标】1．能结合实例描述离子键的成键特征及其本质。2．能解释和预测同类型离子化合物的某些性质。3．会描述常见类型的离子化合物的晶体结构。4．能运用模型和有关理论解释不同类型离子化合物的晶胞构成。【基础知识梳理】一、离子键1．离子键和离子化合物（1）概念：阴、阳离子之间通过___________形成的化学键叫离子键，由___________形成的化合物叫离子化合物。（2）成键微粒：离子键的成键微粒是___________和___________。阴离子可以是单核离子或多核离子，如Cl-、O2-、H-、O22-、OH-、SO42-等。阳离子可以是金属离子，如K+、Ag+、Fe3+或铵根离子（NH4+）。有的离子化合物只含有离子键，有的化合物中既含有离子键又含有共价键。2．离子键的形成及特征（1）离子键的形成：①阴、阳离子之间的___________使阴、阳离子相互吸引，阴、阳离子的核外电子之间、原子核之间的___________使阴、阳离子相互排斥。②当阴、阳离子之间的___________和___________达到平衡时，阴、阳离子保持一定的___________，形成稳定的离子键，整个体系达到___________状态。（2）离子键的特征：离子键没有___________性和___________性。阴、阳离子在各个方向上都可以与相反电荷的离子发生静电作用，即没有___________性；在静电作用能够达到的范围内，只要空间允许，一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子，即没有___________性。二、离子晶体1．概念及结构特点（1）概念：由___________按一定方式有规则地排列的晶体。（2）结构特点①构成微粒：___________和___________，离子晶体中不存在单个分子，其化学式表示的是___________。②微粒间的作用力：___________。③离子晶体中不同离子周围异电性离子数目的多少主要取决于阴、阳离子的___________。2．晶格能(1)概念：拆开___________离子晶体使之形成___________阴离子___________阳离子所___________的能量。用符号________表示。(2)影响因素：离子晶体中离子半径越____，所带电荷越___，晶格能越大。(3)晶格能与晶体物理性质的关系：晶格能越大，离子键稳定性越____，离子晶体的熔点越____，硬度越____。3．离子晶体的物理性质（1）熔、沸点：离子晶体一般具有___________的熔、沸点，难挥发。（2）硬度：离子晶体硬度___________。（3）导电性：离子晶体____导电，熔融态或溶于水后____导电。（4）溶解性：大多数离子晶体____溶于水，___溶于非极性溶剂（如苯、汽油、CCl4等）三、常见类型离子化合物的晶体结构1．NaCl晶体结构模型（1）在NaCl晶体中，每个Na+周围与它等距的Cl-有_____个，每个Cl-周围与它等距的Na+有_____个，即Na+和Cl-配位数都是_____。_____个Na+（或Cl-）围成一个正八面体。（2）每个Na+周围与它最近且等距的Na+有_____个，每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有_____个（同层_____个，上层_____个，下层_____个）。（3）在NaCl晶体的一个晶胞中，含Na+：__________个（写出计算过程），含Cl-__________个（写出计算过程）。NaCl晶体的化学式为NaCl，晶胞的组成为__________。（4）属于NaCl型离子晶体的还有KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO、CaS等。2．CsCl晶体结构模型（1）在CsCl晶体中，每个CS+周围与它等距的Cl-有_____个，每个Cl-周围与它等距的CS+有_____个。CS+和Cl-配位数都是_____。（2）每个Cs+周围与它最近且等距的Cs+有_____个，每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有_____个（上、下、左、右、前、后）。（3）在CsCl晶体的一个晶胞中（上图右图），含Cs+：__________个（写出计算过程），含Cl-_____个。CsCl晶体中Cs+与Cl-的个数比为_________。【课堂检测】1．（1）下列化合物中，属于离子化合物的有____，其中，既含有含有离子键又含有共价键的有____。①HCl②NaCl③Na2O④NaOH（2）写出下列离子化合物的电子式：NaOH_____________K2O_____________NH4Cl____________2．比较下列各组离子化合物晶格能的大小：（1）Na2O、K2O（2）KCl、MgCl2（3）NaF、CsBr3．碱金属和卤素形成的化合物大多具有的性质是()①固态时不导电，熔融状态导电②能溶于水，其水溶液导电③低熔点④高沸点⑤易升华A．①②③B．①②④C．①④⑤D．②③④4．离子晶体中一个离子周围最邻近的异电性离子的数目，叫作离子的配位数。一种离子晶体的晶胞结构如图所示。其中阳离子A用表示，阴离子B用表示。(1)每个晶胞中含A的数目为________个，含B的数目为________个。(2)若A的核外电子排布与Ar的相同，B的核外电子排布与Ne的相同，则该离子化合物的化学式为________。(3)该离子晶体中阳离子的配位数为________，阴离子的配位数为________。【例1】氟石和萤石的主要成分均为CaF2，非常纯的氟石用来制作特种透镜，萤石主要用作冶炼金属的助熔剂；饮水中含有1～1.5ppm氟化钙时，能防治牙病。下列有关CaF2的表述正确的是()A．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用B．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点低于CaCl2C．阴、阳离子个数之比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同D．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电【例2】下列各组微粒中，半径依次减小的是()A．O、Cl、S、PB．K＋、Mg2＋、Al3＋、H＋C．I－、Br－、Cl－、S2－D．Al3＋、Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋【例3】钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如图所示。有关说法不正确的是()A．该晶体属于离子晶体B．晶体的化学式为Ba2O2C．该晶体晶胞结构与NaCl相似D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个

参考答案【基础知识梳理】一、离子键1．（1）静电作用离子键（2）阳离子阴离子2．离子键的形成及特征（1）①静电引力静电斥力②静电引力静电斥力平衡间距能量最低（2）方向饱和方向饱和二、离子晶体1．（1）阴、阳离子（2）①阴离子阳离子离子的个数比②离子键③相对大小2．(1)1mol气态气态吸收U(2)小多(3)强高大3．（1）较高（2）较大（3）不能（4）能难三、常见类型离子化合物的晶体结构1．（1）6666（21212444（3）6×+8×=412×+1=4Na4Cl42．（1）888（2）66（3）8×=111:1【课堂检测】1．答案：（1）②③④④（2）2．答案：（1）Na2O>K2O（2）KCl<MgCl2（3）NaF>CsBr3．答案：B4．答案：(1)48(2)CaF2(3)84解析：(1)A在顶点与面心，属于该晶胞数目为8×＋6×＝4，B在体内，共有8个。(2)A、B个数比为1∶2，，根据题意可知A为Ca2＋、B为F－。(3)每个顶点上的A与8个晶胞中的8个B配位，1个B与1个顶点、3个面心的A配位。【例1】答案：D解析：A项，Ca2＋与F－间不仅存在静电吸引，同时原子核与原子核之间、电子与电子之间也存在静电排斥，错误。B项，因CaF2、CaCl2均为离子晶体，F－的离子半径小于Cl－，离子晶体的晶格能与离子所带电荷数成正比，与离子半径成反比，故CaF2晶体的晶格能大于CaCl2，晶格能越大，离子晶体的熔点越高，故CaF2的熔点高于CaCl2，错误。C项，阴、阳离子个数比相同，晶体构型不一定相同，错误。D项，CaF2是离子化合物，在熔融状态下能电离出自由移动的离子，故CaF2在熔融状态下能导电，正确。【例2】答案：B解析：A选项，比较4种原子半径，同一周期，从左到右原子半径逐渐减小，故P>S>Cl，同一主族，从上到下原子半径逐渐增大，故S>O，错误；B选项，比较4种离子的半径，先比较离子的电子层数，电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，比较离子的核电荷数，核电荷数越多，半径越小，K+有3个电子层，Mg2＋、Al3＋有2个电子层，Mg2+的核电荷数比Al3+小，半径比Al3+大，H+电子