高中化学 第三章 第四节离子晶体精品课件 新人教版选修3.ppt

第四节离子晶体 课程标准导航1 了解典型离子晶体的结构特征 了解离子晶体配位数及其影响因素 2 能说明离子键的形成 能根据离子晶体的结构特征解释其物理性质 3 了解晶格能的应用 知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱 自主学习一 离子晶体1 概念离子晶体是由 和 通过 结合而成的晶体 2 决定晶体结构的因素 1 几何因素 晶体中正负离子的 阳离子 阴离子 离子键 半径比 2 电荷因素 晶体中正负离子的 3 键性因素 离子键的纯粹程度 3 物理性质在离子晶体中 由于离子间存在着较强的离子键 使离子晶体的硬度 难于压缩 具有 的熔点和沸点 难溶于有机溶剂 电荷比 较大 较高 想一想1 离子晶体中存在共价键吗 提示 有些离子晶体中存在共价键 如nh4cl等 有些离子晶体中不存在共价键 如nacl等 二 晶格能1 概念 离子晶体的晶格能是指 形成1摩离子晶体 的能量 通常取 单位为 2 晶格能对离子晶体性质的影响 晶格能是最能反映离子晶体 的数据 晶格能越大 形成的离子晶体越 而且熔点 硬度 气态离子 释放 正值 kj mol 1 稳定性 稳定 越高 越大 想一想2 nacl与kcl nacl与mgcl2哪一个晶格能更大 提示 晶格能 nacl kcl mgcl2 nacl 自主体验1 2012 哈尔滨高二质检 离子晶体不可能具有的性质是 a 较高的熔 沸点b 良好的导电性c 硬度大d 溶于四氯化碳解析 选d 离子晶体都不溶于四氯化碳 有的离子晶体能溶于水 2 下列物质中 含有共价键的离子晶体是 a naclb sio2c kohd i2解析 选c i2为分子晶体 nacl和koh都是离子晶体 但koh含有o h共价键 sio2是原子晶体 3 下列有关晶格能的叙述中 不正确的是 a 最能反映离子晶体稳定性的数据是晶格能b 晶格能越大 则离子晶体越稳定c 晶格能越大 则离子晶体的硬度越小d 晶格能越大 则离子晶体的熔点越高解析 选c 晶格能越大 离子键越强 则离子晶体的硬度越大 要点1离子晶体及其常见类型探究导引1离子晶体的构成粒子是什么 粒子之间是靠什么作用力形成离子晶体的 提示 离子晶体的构成粒子是阳离子和阴离子 阳离子和阴离子之间靠离子键形成离子晶体 探究导引2nacl和cscl都是ab型离子晶体 它们的结构特征相同吗 提示 nacl和cscl结构特征不同 nacl晶体中na 和cl 的配位数都是6 cscl晶体中cs 和cl 的配位数都是8 要点归纳1 离子键 1 定义 阴 阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫做离子键 2 成键元素 活泼金属元素 如k na ca ba等 主要是第 a族和第 a族元素 和活泼非金属元素 如f cl br o等 主要是第 a族和第 a族元素 相互结合时多形成离子键 3 成键原因 当活泼金属遇到活泼非金属时 活泼金属原子容易失去电子而形成结构稳定阳离子 活泼非金属原子容易得到电子形成结构稳定的阴离子 阳 阴离子再通过静电作用形成离子键 4 存在 离子键只存在于离子化合物中 强碱 活泼金属氧化物 大多数盐类是离子化合物 2 几种离子晶体模型 1 nacl型晶体结构模型 na 的配位数是6 每个na 周围同时吸引着最近且等距离的cl 是6个 上 下 左 右 前 后 构成正八面体 同样 cl 的配位数也是6 每个cl 周围同时吸引着最近且等距离的na 是6个 构成正八面体 由此可推知该晶体的化学式为nacl 每个na 周围与它最近且等距离的na 有12个 上层4个 同层4个 下层4个 同样 每个cl 周围与它最近且等距离的cl 也有12个 每个晶胞中平均含有na 的数目是1 12 1 4 4 cl 的数目是8 1 8 6 1 2 4 由此亦可推知该晶体的化学式为nacl 2 cscl型晶体结构模型 cs 的配位数是8 每个cs 周围同时吸引着最近且等距离的cl 是8个 构成正六面体 同样 cl 的配位数也是8 每个cl 周围同时吸引着最近且等距离的cs 是8个 构成正六面体 由此可推知该晶体的化学式为cscl 每个cs 周围与它最近且等距离的cs 有6个 上 下 左 右 前 后 构成正八面体 同样 每个cl 周围与它最近且等距离的cl 也有6个 构成正八面体 每个晶胞中平均含有cs 的数目是8 1 8 1 cl 的数目也是1 由此亦可推知该晶体的化学式为cscl 3 caf2型晶体结构模型 ca2 的配位数是8 每个ca2 周围同时吸引着最近且等距离的f 是8个 构成正六面体 f 的配位数也是4 每个f 周围同时吸引着最近且等距离的ca2 是4个 构成正四面体 由此可推知该晶体的化学式为caf2 每个ca2 周围与它最近且等距离的ca2 有12个 每个f 周围与它最近且等距离的f 有6个 ca2 处于晶胞的顶点和面上 f 处于晶胞体内 每个晶胞中平均含有ca2 的数目是8 1 8 6 1 2 4 f 的数目是1 8 8 此亦可推知该晶体的化学式为caf2 特别提醒1 离子晶体中不存在分子 化学式仅表示晶体中阴 阳离子个数比的最简式 如 在nacl和cscl晶体中 都不存在单个的nacl和cscl分子 而na2o2的阴离子为 阳离子为na 故晶体中阴 阳离子的个数比为1 2 而不是1 1 2 属于nacl型的离子晶体还有kcl nabr lif cao mgo cas等 属于cscl型的离子晶体还有csbr csi nh4cl等 即时应用1 下列关于氯化铯晶体的叙述中 不正确的是 a 1mol氯化铯中有na个cscl分子 b 氯化铯晶体中 每个cs 周围与它最近且等距离的cs 有6个 c 氯化铯晶体中 cs 和cl 的配位数都是8 d 每个晶胞中平均含有1个cs 和1个cl 解析 选a 在氯化铯晶体中不存在cscl分子 只存在cs 和cl 化学式cscl表示氯化铯晶体中cs 和cl 的个数比为1 1 要点2离子晶体的物理性质探究导引3影响离子键强弱的因素有哪些 提示 离子半径和离子所带电荷数 一般地 阴 阳离子半径越小 所带电荷数越多 则离子键就越强 要点归纳1 熔 沸点具有较高的熔 沸点 难挥发 因为在离子晶体中 阴 阳离子间有较强的离子键 要克服离子间的相互作用使物质熔化和沸腾 就需要较多的能量 2 硬度硬而脆 因为在离子晶体中 阴 阳离子间有较强的离子键 离子晶体表现出较高的硬度 当晶体受到冲击力作用时 部分离子键发生断裂 导致晶体破碎 3 导电性 不导电 但熔化或溶于水后能导电 因为离子晶体中 离子键较强 阴 阳离子不能自由移动 即晶体中无自由移动的离子 因此离子晶体不导电 当升高温度时 阴 阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力 成为自由移动的离子 在外加电场的作用下 离子定向移动而导电 离子晶体溶于水时 阴 阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子 或水合离子 在外加电场的作用下 阴 阳离子定向移动而导电 4 溶解性大多数离子晶体易溶于极性溶剂 如水 中 难溶于非极性溶剂 如汽油 苯 ccl4 中 因为当把离子晶体放入水中时 水分子对离子晶体中的离子产生吸引 使离子晶体中的离子克服离子间的相互作用力而离开晶体 变成在水中自由移动的离子 特别提醒化学变化过程一定发生旧化学键的断裂和新化学键的形成 但破坏化学键或形成化学键的过程却不一定发生化学变化 如食盐熔化会破坏离子键 食盐结晶过程会形成离子键 但均不是化学变化过程 即时应用2 2012 阜阳一中高二质检 碱金属与卤素所形成的化合物大都具有的性质是 高沸点 能溶于水 水溶液能导电 低熔点 熔融状态不导电 a b c d 解析 选a 碱金属与卤素形成的化合物为离子化合物 题型1离子晶体的常见类型 2012 合肥高二质检 如图是从nacl或cscl晶体结构中分割出来的部分结构图 其中属于从nacl晶体中分割出来的结构图是 a 1 和 3 b 2 和 3 c 1 和 4 d 只有 4 思路点拨 解答此题注意以下两点 1 对比理解nacl和cscl两种典型离子晶体的结构特点 2 准确判断题给结构图是否表示晶胞 解析 根据nacl和cscl两种典型离子晶体的结构特点分析图示 图 1 中黑球的配位数为6 图 4 应为简单立方结构 故 1 和 4 应表示nacl的晶体结构 图 2 中黑球的配位数为8 图 3 为体心立方结构 故 2 和 3 应表示cscl的晶体结构 答案 c 规律方法 如何判断题中的结构图是否表示晶胞 整块晶体是由完全相同的晶胞无隙并置地堆积而成的 完全相同 包括 化学上等同 晶胞里原子的数目和种类完全等同 还包括 几何上等同 晶胞的形状 取向 大小等同 而且原子的排列完全等同 无隙并置 即一个晶胞与它的相邻晶胞完全共顶角 共面 共棱 晶胞的这种本质属性可归纳为晶胞具有平移性 因此可根据结构图在晶体中是否具有平移性来判断是否表示晶胞 题型2离子晶体的物理性质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 水溶液导电 熔点112 8 沸点444 6 能溶于cs2 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 固态时导电 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 思路点拨 解答此题的关键是熟练掌握四种晶体的物理特性 解析 离子晶体熔融态时能导电 易溶于水的离子晶体的水溶液能导电 但固态的离子晶体不导电 离子晶体难溶于非极性溶剂 熔点高 质硬而脆 故 不符合离子晶体的物理特点 物质的熔点高达3900 硬度很大 不导电 故应是原子晶体 只有 符合离子晶体的物理特点 答案 a 名师点睛 1 离子晶体不一定都含有金属元素 如nh4cl 2 金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体 如alcl3是分子晶体 3 溶于水能导电的不一定是离子晶体 如hcl 熔化后能导电的也不一定是离子晶体 如金属 4 鉴定离子晶体的实验方法是固体不导电 熔融态能导电 离子晶体中离子的配位数1 配位离子和离子的配位数与中心离子 或原子 直接成键的离子 或原子 称为配位离子 或原子 配位离子 或原子 的数目称为配位数 在离子晶体中离子的配位数是指中心离子周围最邻近的异电性离子的数目 如在氯化钠晶体中 na 和cl 的配位数都是6 2 影响离子晶体中离子配位数的因素离子键的特点之一是没有方向性 离子是一个带电的质点 近似地认为是球体 根据静电学理论 它在各个方向上的静电效应是等同的 所以离子的电荷不影响配