高考化学一轮复习（第六辑）考点九十四 离子晶体（含解析）.doc

考点九十四 离子晶体聚焦与凝萃1了解离子晶体的概念、结构特点；2理解离子晶体的结构与性质的关系，能根据离子晶体的结构特点解释其物理性质；3了解晶格能的含义及应用，会用晶格能的大小衡量离子晶体中离子键的强弱；4初步学会用晶格能从定量角度分析离子晶体的物理性质。解读与打通常规考点一、离子晶体1离子晶体：（1）定义：离子间通过离子键结合而成的晶体叫离子晶体。（2）构成粒子：阴、阳离子。（3）粒子间的作用：离子键。2离子晶体的性质：（1）熔沸点较高、硬度较大。（2）导电性：熔融状态或溶于水时能导电，固态时不导电。（3）溶解性：多数离子晶体易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂。离子晶体的溶解性与晶体中离子键的强度有关，一般地说，离子半径越小，离子电荷数越多，越不易溶于水。如nacl易溶于水，而agcl不易溶于水。3离子晶体中离子的配位数：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，离子晶体是通过离子键结合而成的，离子键的一个特点是没有方向性。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。离子键的另一特点是没有饱和性，只要离子附近空间条件允许，每一个离子就有可能吸引尽量多的带相反电荷的离子。虽然离子键没有饱和性，但是离子的配位数并不是任意的。因为离子键没有方向性，所以离子的电荷不影响配位数。阴、阳离子的半径比值（r +/r-）影响配位数的多少，半径比值越大，配位数就越大。4影响离子晶体结构的因素：（1）几何因素：在nacl晶体中，正负离子半径比r +/r-=0.524，在cscl晶体中正负离子半径比r +/r-=0.934，由于r +/r-值的不同，结果晶体中离子的配位数不同。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，因此晶体中正负离子的半径比（r +/r-）是决定离子晶体结构的重要因素。（2）电荷因素：在nacl晶体、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。如在caf2晶体中，ca2+和f-的电荷比（绝对值）是21，ca2+和f-的个数比是12。如右图所示，ca2+的配位数为8，f-的为4。因此正负离子的电荷比是决定离子晶体结构的重要因素，简称电荷因素。caf2的晶胞（3）键性因素：离子晶体的结构类型还取决于离子键的纯粹程度，简称键性因素，即与晶体中正负离子的相互极化程度有关。5离子晶体的简单结构类型：离子晶体包括强碱、活泼金属形成的盐、铵盐、活泼金属氧化物等。一般地，活泼金属（如k、ca、na、mg等）与活泼的非金属（如氯、溴、氧等）化合成的物质形成的晶体为离子晶体。但并不是所有金属和非金属元素形成的化合物都为离子化合物，如alcl3为分子晶体。（1）nacl型nacl型离子晶体中，每个离子被6个带相反电荷的离子包围，阴离子和阳离子的配位数都为6。常见的nacl型离子晶体有碱金属元素（铯除外）的卤化物、银的卤化物（碘化银除外）、碱土金属元素（铍除外）的氧化物、硫化物和硒化物的晶体等。（2）cscl型cscl型离子晶体中，每个离子被8个带相反电荷的离子包围，阴离子和阳离子的配位数都为8。常见的cscl型离子晶体有铯的卤化物（氟化物除外）、tlcl的晶体等。 nacl的晶体结构模型 cscl的晶体结构模型二、晶格能1定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kjmol-1。离子晶体的晶格能是最能反映晶体稳定性的数据。2作用：晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。3影响因素：离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。隐性考点一、离子键1概念：阴、阳离子间通过静电作用形成的化学键。2离子键的形成：金属元素将价电子转移给非金属元素，形成较稳定的阴、阳离子，阴、阳离子之间通过库仑力作用结合在一起，这种化学键称为离子键。3实质：静电作用，指静电吸引和静电排斥的平衡。4成键元素：活泼金属(或nh4+)与活泼非金属(或酸根、oh-)。5离子键的特征：离子键没有方向性和饱和性。6影响离子键强弱的因素：（1）离子的电荷：电荷越高，离子键越强。（2）离子的半径：成键的阴、阳离子的半径和越小，离子键越强。二、有关离子晶体晶胞的计算1处于立方体顶点的粒子同时为8个晶胞所共有，每个粒子有1/8属于该晶胞。2处于立方体棱上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有1/4属于该细胞。3处于立方体面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有1/2属于该晶胞。4处于立方体内部的粒子，完全属于该晶胞。三、四种晶体性质比较 类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子粒子间的相互作用力分子间作用力共价键金属键离子键硬度较小很大有的很大，有的很小较大熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多数易溶于水等极性溶剂导电、导热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性，个别为半导体电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电物质类别及举例所有非金属氢化物、部分非金属单质、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物(有机盐除外)部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，部分非金属化合物(如sic、sio2)金属单质与合金(如na、al、fe、青铜)金属氧化物(如k2o、na2o)、强碱(如koh、naoh)、绝大部分盐(如nacl)四、晶体类型的判断方法1依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断：（1）离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。（2）原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。（3）分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。（4）金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。2依据物质的分类判断：（1）金属氧化物(如k2o、na2o2等)、强碱(naoh、koh等)和绝大多数的盐类是离子晶体。（2）大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除sio2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。（3）常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。（4）金属单质是金属晶体。3依据晶体的熔点判断：（1）离子晶体的熔点较高。（2）原子晶体熔点高。（3）分子晶体熔点低。（4）金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。4依据导电性判断（1）离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。（2）原子晶体一般为非导体。（3）分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。（4）金属晶体是电的良导体。5依据硬度和机械性能判断（1）离子晶体硬度较大或硬而脆。（2）原子晶体硬度大。（3）分子晶体硬度小且较脆。（4）金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。注意：常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(hg除外)。石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共价键的键长为1.421010 m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.541010 m)短，所以熔、沸点高于金刚石。alcl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，熔、沸点低(熔点190 )。合金的硬度比成分金属大，熔、沸点比成分金属低。融合与应用例1下面有关晶体的叙述中，不正确的是 ()a金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子b氯化钠晶体中，每个na+周围距离相等的na+共有6个c氯化铯晶体中，每个cs+周围紧邻8个cl-d干冰晶体中，每个co2分子周围紧邻12个co2分子解析：氯化钠晶体中，每个na+周围距离相等的na+共12个。每个na+周围距离相等且最近的cl-共有6个。答案：b例2下列分子晶体中，关于熔、沸点高低的叙述中，正确的是 ()acl2i2 bsicl4ph3 dc(ch3)4ch3ch2ch2ch2ch3答案：c例3下图是氯化铯晶体的晶胞（晶体中的最小重复单元），其中黑球表示氯离子、白球表示铯离子。已知晶体中两个最近的cs+离子核间距离为a cm，氯化铯的相对分子质量为m gmol-1，na为阿伏加德罗常数的值，则氯化铯晶体密度是 ()a8m/(naa3)gcm-3 b8m a3/na gcm-3 cm/(naa3) gcm-3 dm a3/nagcm-3解析：在一个晶胞中含cs+为1/88=1，含1个cl-，则一个cscl的体积为a3，则cscl的摩尔质量为a3na(gmol-1)。答案：c扫描与矫正【正误判断】(正确的打“”，错误的打“”)（每个判断2分，共40分）（ ）1离子晶体是由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体（ ）2在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子（ ）3离子晶体一定都含有金属元素（ ）4金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体（ ）5离子晶体中可能含有共价键 （ ）6离子晶体都是离子化合物，分子晶体都是共价化合物（ ）7离子晶体是由阴、阳离子构成的，所以离子晶体能够导电（ ）8氯化钠晶体中，每个钠离子周围距离最近且相等的钠离子有6个（ ）9晶格能越大，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大（ ）10某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体（ ）11在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子（ ）12离子晶体中只含离子键，不含共价键（ ）13离子电荷数越大，核间距越小，晶格能越大。即晶格能（ ）14晶格能本质上是离子间静电引力大小的量度（ ）15离子晶体不可能具有良好的导电性 （ ）16氯化钠晶体中每个na+与6个cl-离子作为近邻（ ）17氯化钠晶体相邻的正负离子核间距等于正负离子半径之和（ ）18分子晶体中不一定含有共价键，离子晶体中一定含有离子键（ ）19离子晶体中每个离子周围均吸引着6个带相反电荷的离子（ ）20一般地，不同类型晶体的熔沸点：原子晶体离子晶体分子晶体；金属晶体(除少数外)分子晶体实训与超越【7+1模式】一、单选（76分=42分）1下列性质中，可以较充分说明某晶体是离子晶体的是 ()a具有较高的熔点 b固态不导电，水溶液能导电c可溶于水 d固态不导电，熔融状态能导电2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，则下面表示该化合物的化学式正确的是 ()azxy3 bzx2y6 czx4y8 dzx8y123下列晶体均按a1型方式进行最密堆积的是 ()a干冰、nacl、金属cu bzns、金属镁、氮化硼c水晶、金刚石、晶体硅 dzns、nacl、镁 4naf、nai、mgo均为nacl型离子化合物，由下表判断这三种化合物的熔点高低顺序是 ()物质nafnaimgo离子所带电荷数112核间距(1010m)2.313.182.10a b c d5钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的晶胞结构示意图如图所示，它的化学式是 ()abati8o12 bbati4o6 cbati2o4 dbatio36已知nacl的摩尔质量为58.5 gmol-1，其晶体密度为d gcm-3，若图中钠离子与最接近的氯离子的核间距离为a cm，那么阿伏加德罗常数的值可表示为 ()a117a3d b58.5/(2a3d) c234/(a3d) d58.5/(4a3d)7下图是从nacl或cscl晶体结构图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图(1)和图(3)