高中化学 第三章 晶体结构与性质 第四节 离子晶体课件 新人教版选修3.ppt

第四节离子晶体 第三章晶体结构与性质 1 熟知离子键 离子晶体的概念 知道离子晶体类型与性质的联系 2 认识晶格能的概念和意义 能根据晶格能的大小 分析晶体的性质 学习目标定位 内容索引 一离子晶体 二晶格能 当堂检测 一离子晶体 1 结合已学知识和教材内容 填写下表 导学探究 碳原子 co2分子 共价键 非金属单质 原子晶体 范德华力 共价化合物 分子晶体 mg2 自由电子 金属键 金属单质 金属晶体 na 和cl 离子键 离子化合物 离子晶体 1 离子晶体的概念是结合而形成的晶体 构成离子晶体的微粒是 微粒间的作用力是 2 由于离子间存在着无方向性的静电作用 每个离子周围会尽可能多地吸引带的离子以达到降低体系能量的目的 所以 离子晶体中不存在单独的 其化学式表示的是 而不是分子组成 阴 阳离子通过离子键 阴离子和阳离子 离子键 相反电荷 分子 离子的个数比 2 离子晶体的结构 1 离子晶体中 阴离子呈等径圆球密堆积 阳离子有序地填在阴离子的空隙中 每个离子周围等距离地排列着异电性离子 被异电性离子包围 一个离子周围最邻近的异电性离子的数目 叫做离子晶体中离子的 配位数 2 观察分析表中离子晶体的结构模型 填写下表 cl 和na 配位数都为6 cl 和cs 配位数都为8 配位数 f 为4 ca2 为8 na cl 都为4 cs cl 都为1 ca2 为4 f 为8 1 1 1 1 2 1 nacl cscl caf2 3 在nacl晶体中 每个na 周围最近且等距离的na 有个 每个cl 周围最近且等距离的cl 也有个 在cscl晶体中 每个cs 周围最近且等距离的cs 有个 每个cl 周围最近且等距离的cl 也有个 12 12 6 6 3 问题讨论 1 在nacl和cscl两种晶体中 阴阳离子的个数比都是1 1 都属于ab型离子晶体 为什么二者的配位数不同 晶体结构不同 答案在nacl晶体中 正负离子的半径比r r 0 525 在cscl晶体中 r r 0 934 由于r r 值的不同 结果使晶体中离子的配位数不同 其晶体结构不同 nacl晶体中阴 阳离子的配位数都是6 cscl晶体中阴 阳离子的配位数都是8 r r 数值越大 离子的配位数越高 2 为什么在nacl 或cscl 晶体中 正负离子的配位数相同 而在caf2晶体中 正负离子的配位数不相同 答案在nacl cscl晶体中 正负离子的配位数相同 是由于正负离子电荷 绝对值 相同 因而正负离子的个数相同 结果导致正负离子的配位数相同 若正负离子的电荷数不相同 正负离子的个数必定不相同 结果正负离子的配位数就不会相同 如caf2晶体中 ca2 的配位数为8 f 的配位数为4 离子所带电荷越多 配位数越多 3 根据离子晶体的形成 推测离子晶体具有怎样的特性 答案离子晶体是由阴 阳离子间通过较强的离子键结合而形成的 所以离子晶体具有较高的熔 沸点 难挥发 硬度较大 离子晶体不导电 熔化或溶于水后能导电 大多数离子晶体能溶于水 难溶于有机溶剂 归纳总结 1 已知x y z三种元素组成的化合物是离子晶体 其晶胞如图所示 x y z分别处于立方体的顶点 棱边的中点 立方体的体心 则下面关于该化合物的说法正确的是 a 该晶体的化学式为zxy3b 该晶体的熔点一定比金属晶体熔点高c 每个x周围距离最近的y有8个d 每个z周围距离最近的x有16个 活学活用 1 2 a 1 2 2 下列性质适合于离子晶体的是 熔点1070 易溶于水 水溶液能导电 熔点10 31 液态不导电 水溶液能导电 能溶于cs2 熔点112 8 沸点444 6 熔点97 81 质软 导电 密度0 97g cm 3 熔点 218 难溶于水 熔点3900 硬度很大 不导电 难溶于水 固体时导电 升温时导电能力减弱 难溶于水 熔点高 固体不导电 熔化时导电a b c d 1 2 解析离子晶体液态时能导电 难溶于非极性溶剂 熔点较高 质硬而脆 固体不导电 故 均不符合离子晶体的特点 中熔点达3900 硬度很大应是原子晶体 故只有 符合题意 答案a 二晶格能 1 晶格能的概念 离子晶体的晶格能是释放的能量 晶格能通常取 单位 2 观察分析下表 回答下列问题 导学探究 气态离子形成1mol离子晶体 正值 kj mol 1 1 影响晶格能大小的因素有哪些 答案影响晶格能的因素 离子所带的电荷数和阴 阳离子间的距离 与离子半径成正比 晶格能与离子所带电荷数的乘积成正比 与阴 阳离子间的距离成反比 2 晶格能与晶体的熔点 硬度有怎样的关系 答案晶格能的数据可以用来说明许多典型离子晶体的性质变化规律 晶格能越大 形成的离子晶体越稳定 晶体的熔 沸点越高 硬度越大 1 离子晶体结构类型相同时 离子所带电荷数越多 离子半径越小 晶格能 晶体熔 沸点 硬度 2 晶格能的大小影响岩浆晶出的次序 晶格能越大 形成的晶体越 岩浆中的矿物越结晶析出 归纳总结 越大 越高 越大 稳定 容易 3 下列关于晶格能的叙述中正确的是 a 晶格能仅与形成晶体中的离子所带电荷数有关b 晶格能仅与形成晶体的离子半径有关c 晶格能是指相邻的离子间的静电作用d 晶格能越大的离子晶体 其熔点越高 活学活用 3 4 解析晶格能与离子所带电荷数的乘积成正比 与阴 阳离子半径的大小成反比 晶格能越大 晶体的熔 沸点越高 硬度也越大 所以a b错 d项正确 d 3 4 a 晶格能的大小与离子半径成反比b 阳离子相同阴离子不同的离子晶体 阴离子半径越大 晶格能越小c 阳离子不同阴离子相同的离子晶体 阳离子半径越小 晶格能越大d 金属卤化物晶体中 晶格能越小 氧化性越强 3 4 解析由表中数据可知晶格能的大小与离子半径成反比 a项正确 由naf nacl nabr nai晶格能的大小即可确定b项说法正确 由lif naf kf晶格能的大小即可确定c项说法正确 表中晶格能最小的碘化物 因还原性f cl br i 可知d项错误 答案d 学习小结 四种晶体物理性质的比较 当堂检测 1 2 4 3 1 下列有关石墨晶体的说法正确的是 a 由于石墨晶体导电 所以它是金属晶体b 由于石墨的熔点很高 所以它是原子晶体c 由于石墨质软 所以它是分子晶体d 石墨晶体是一种混合晶体 d 5 1 2 4 3 2 下列说法中正确的是 a 固态时能导电的物质一定是金属晶体b 熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体c 水溶液能导电的晶体一定是离子晶体d 固态不导电而熔融态导电的晶体一定是离子晶体 5 1 2 4 3 解析四种晶体在不同状态下的导电性区别如下 5 答案d 1 2 4 3 3 下列关于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 5 1 2 4 3 解析ca2 与f 间既有静电引力作用 也有静电排斥作用 a错误 离子所带电荷相同 f 的离子半径小于cl 所以caf2晶体的晶格能大 则caf2的熔点高于cacl2 b错误 晶体构型还与离子的大小有关 所以阴 阳离子比为2 1的物质 不一定与caf2晶体构型相同 c错误 caf2中的化学键为离子键 caf2在熔融状态下发生电离 因此caf2在熔融状态下能导电 d正确 答案d 5 1 2 4 3 5 4 有一种蓝色晶体 可表示为mxfey cn 6 经x 射线研究发现 它的结构特征是fe3 和fe2 互相占据立方体互不相邻的顶点 而cn 位于立方体棱的上 其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示 下列说法正确的是 a 该晶体的化学式为mfe3 cn 6b 该晶体属于离子晶体 m呈 1价c 该晶体属于离子晶体 m呈 2价d 晶体中与每个fe3 距离最近且等距离的cn 为3个 1 2 4 3 5 由题图可看出与每个fe3 最近且距离相等的cn 为6个 答案b 5 同类晶体物质熔 沸点的变化是有规律的 试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因 1 2 4 3 5 晶体熔 沸点的高低 决定于组成晶体微粒间的作用力的大小 a组是晶体 晶体微粒之间通过相连 粒子之间的作用力由大到小的顺序是 b组晶体属于晶体 价电子数由少到多的顺序是 离子半径由大到小的顺序是 金属键强弱由小到大的顺序为 解析a组nacl kcl cscl为同一主族的卤化物且为离子化合物 故熔点与离子键的强弱有关 离子键越弱 熔点越低 而na k cs 的离子半径逐