高中化学 第3章第4节 离子晶体同步导学课件 新人教版选修3.ppt

第四节离子晶体 在一只500ml的烧杯中加入100ml水 煮沸 边搅拌边加入0 4g琼脂 加热到琼脂完全溶解即停止 再往烧杯内加入40ml0 1mol l 1的碘化钾溶液 用玻璃棒搅匀 此时溶液的高度不低于3cm 琼脂溶液冷却后即凝结成透明的胶冻 这时在胶冻的中心位置上面轻轻地放一颗绿豆大小的硝酸铅固体 5 10min后 可看到以硝酸铅固体为中心 形成许多黄色的同心圆环 非常醒目 圆形的出现是因为硝酸铅固体与胶冻接触时 有少量pb2 以相近的速度向四周扩散 遇到i 形成pbi2黄色圆环沉淀 继而又有少量pb2 向四周扩散 而在较远处与i 反应又形成pbi2圆环 随着时间的推移 由近及远逐渐形成许多以硝酸铅为中心的黄色同心圆环 pbi2是离子晶体 nacl也是离子晶体 它们的结构相同吗 你认为有哪些因素影响了它们的结构呢 1 了解离子晶体的结构特点 2 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 1 结构特点 2 决定晶体结构的因素 3 性质熔 沸点 硬度 难溶于有机溶剂 较高 较大 离子晶体及常见的类型 1 离子键 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 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 成键原因 活泼金属原子容易失去电子而形成阳离子 活泼非金属原子容易得到电子形成阴离子 当活泼金属遇到活泼非金属时 电子发生转移 分别形成阳 阴离子 再通过静电作用形成离子键 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 离子晶体 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 离子晶体微粒之间的作用力是离子键 由于静电作用没有方向性 故离子键没有方向性 只要条件允许 阳离子周围可以尽可能多地吸引阴离子 同样 阴离子周围可以尽可能多地吸引阳离子 故离子键也没有饱和性 根据静电作用大小的影响因素可知 在离子晶体中阴阳离子半径越小 所带电荷数越多 离子键越强 离子晶体的化学式只表示晶体中阴阳离子的个数比 而不是表示分子的组成 3 几种离子晶体模型 nacl型晶体结构模型 左下图 配位数为6 a 在nacl晶体中 每个na 周围同时吸引着6个cl 每个cl 周围也同时吸引着6个na b 每个na 周围与它最近且等距的na 有12个 每个na 周围与它最近且等距的cl 有6个 cscl型晶体结构模型 右下图 配位数为8 a 在cscl晶体中 每个cs 周围同时吸引着8个cl 每个cl 周围也同时吸引着8个cs b 每个cs 与6个cs 等距离相邻 每个cs 与8个cl 等距离相邻 zns型晶体结构模型 右图 配位数为4 zns型离子晶体中 阴离子和阳离子的排列类似nacl型 但相互穿插的位置不同 使阴 阳离子的配位数不是6 而是4 常见的zns型离子晶体有zns agi beo晶体等 1 下列叙述正确的是 a 原子晶体中可能存在氢键b 干冰升华时分子内共价键发生断裂c 原子晶体的熔点比分子晶体的熔点高d 离子晶体中只含离子键 不含共价键 解析 a项中氢键存在于分子间或分子内 原子晶体中不可能存在氢键 b项中干冰升华时破坏的是分子间作用力 而分子结构并没有改变 共价键自然也不会断裂 c项中原子晶体微粒间的作用力是共价键 熔点较高 而分子晶体微粒间的作用力是微弱的范德华力 熔点较低 d项中离子晶体中一定存在离子键 可能存在共价键 如nh4cl naoh等 答案 c 1 概念形成1摩离子晶体的能量 通常取 单位为 2 影响因素3 晶格能对离子晶体性质的影响晶格能越大 形成的离子晶体越 而且熔点越 硬度越 气态离子 所释放 正值 kj mol 1 稳定 高 大 3 岩浆晶出规则的影响因素 晶格能 主要 晶格能越大 越早析出晶体 浓度 越早达到饱和 越易析出 2 离子晶体熔点的高低决定于阴 阳离子核间距离和晶格能的大小 据所学知识判断kcl nacl cao bao四种晶体熔点的高低顺序是 a kcl nacl bao caob nacl kcl cao baoc cao bao kcl nacld cao bao nacl kcl 解析 对于离子晶体来说 离子所带电荷数越多 阴 阳离子核间距离越小 晶格能越大 离子键越强 熔点越高 阳离子半径大小顺序为 ba2 k ca2 na 阴离子半径 cl o2 比较可得只有d项是正确的 答案 d 2 由极性分子构成的晶体是 含有共价键的离子晶体是 属于分子晶体的单质是 3 在一定条件下能导电并发生化学变化的是 受热熔化后化学键不发生变化的是 需克服共价键的是 思路指引 判断晶体类型需要注意以下两点 1 晶体的构成微粒 2 微粒间的相互作用力 在选项中属于原子晶体的是 金刚石和水晶 由硅原子和氧原子构成 属于分子晶体的是 冰醋酸 白磷和晶体氩 属于离子晶体的是 mgo 由mg2 和o2 组成 nh4cl 由nh4 和cl 组成 而al属于金属晶体 金属的导电是靠自由电子的移动 并不发生化学变化 但金属熔化时金属键就被破坏 分子晶体的熔化只需要克服分子间作用力 而原子晶体 离子晶体熔化时分别需要克服共价键 离子键 答案 1 aa e he 2 bfd e 3 gb d ea h 判断晶体类型的方法判断晶体的类型一般是根据物质的物理性质 1 在常温下呈气态或液态的物质 其晶体应属于分子晶体 hg除外 如h2o h2等 对于稀有气体 虽然构成物质的微粒为原子 但应看作单原子分子 因为微粒间的相互作用力是范德华力 而非共价键 2 在熔融状态下能导电的晶体 化合物 是离子晶体 如 nacl熔融后电离出na 和cl 能自由移动 所以能导电 3 有较高的熔 沸点 硬度大 并且难溶于水的物质大多为原子晶体 如晶体硅 二氧化硅 金刚石等 4 易升华的物质大多为分子晶体 还要强调的是 对于教材上每种晶体类型的例子 同学们一定要认真掌握其结构 把握其实质和内涵 在解题中灵活运用 1 下列物质发生变化时 所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是 a 液溴和苯分别受热变为气体b 干冰和氯化铵分别受热变为气体c 二氧化硅和铁分别受热熔化d 食盐和葡萄糖分别溶解在水中答案 a 现有几组物质的熔点 的数据 据此回答下列问题 1 a组属于 晶体 其熔化时克服的微粒间的作用力是 2 b组晶体共同的物理性质是 填序号 有金属光泽 导电性 导热性 延展性 3 c组中hf熔点反常是由于 4 d组晶体可能具有的性质是 填序号 硬度小 水溶液能导电 固体能导电 熔融状态能导电 5 d组晶体的熔点由高到低的顺序为 nacl kcl rbcl cscl 其原因解释为 通过读取表格中数据先判断出晶体的类型及晶体的性质 应用氢键解释hf的熔点反常 利用晶格能的大小解释离子晶体熔点高低的原因 答案 1 原子共价键 2 3 hf分子间能形成氢键 其熔化时需要消耗的能量更多 只要答出hf分子间能形成氢键即可 4 5 d组晶体都为离子晶体 r na r k r rb r cs 在离子所带电荷相同的情况下 半径越小 晶格能越大 熔点就越高 晶体熔沸点高低的判断 1 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 金属晶体熔沸点有的很高 如钨 有的很低 如汞 常温下是液体 2 同类型晶体的熔沸点 原子晶体 结构相似 半径越小 键长越短 键能越大 熔沸点越高 如金刚石 碳化硅 晶体硅 分子晶体 组成和结构相似的分子 相对分子质量越大 熔沸点越高 如ci4 cbr4 ccl4 cf4 金属晶体 所带电荷数越大 原子半径越小 则金属键越强 熔沸点越高 如al mg na k 离子晶体 离子所带电荷越多 半径越小 离子键越强 熔沸点越高 如kf kcl kbr ki 2 根据下表给出物质的熔点数据 alcl3沸点为160 判断下列说法错误的是 a mgo中的离子键比nacl中的离子键强b sicl4晶体是分子晶体c alcl3晶体是离子晶体d 晶体硼是原子晶体答案 c 1 下列物质中 属于含有极性共价键的离子晶体的是 a csclb kohc h2od na2o2解析 水是共价化合物 形成的晶体是分子晶体 cscl koh na2o2都是离子晶体 但是cscl中只有离子键 koh由k 和oh 组成 oh 中存在极性共价键 因此b选项符合题意 na2o2由na 和o22 组成 o22 中存在非极性共价键 不符合题意 答案 b 2 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 溶于极性溶剂d 坚硬而易粉碎解析 离子晶体是阴 阳离子通过离子键结合而成的 在固态时 阴 阳离子受到彼此的束缚不能自由移动 因而不导电 只有在离子晶体溶于水或熔融后 电离成可以自由移动的阴 阳离子 才可以导电 答案 b 3 对于氯化钠晶体 下列描述正确的是 a 它是六方紧密堆积的一个例子b 相邻的正负离子核间距等于正负离子半径之和c 与氯化铯晶体结构相同d 每个na 与6个cl 离子作为近邻解析 氯化钠晶体是面心立方堆积 故a错 氯化铯晶体结构呈体心立方堆积 所以c也不正确 氯化钠晶体中以na 为中心向三维方向伸展 有6个cl 近邻 所以d正确 b相邻的正负离子核间距不等于正负离子半径之和 答案 d 4 naf nai mgo均为离子化合物 这三种化合物的熔点高低顺序是 naf nai mgoa b c d 解析 离子化合物的熔点与离子键强弱有关 离子所带电荷数越多 离子半径之和越小 离子键越强 该离子化合物的熔点越高 已知离子半径na mg2 i o2 f 可知nai中离子键最弱 因mgo中的离子带两个单位电荷 故离子键比naf中的强 答案 b 5 nacl晶体 hcl晶体 干冰 金刚石熔点由高而低的顺序是 其中在熔融液态时能导电的电解质是 液态不导电但为电解质的是 在水溶液中能导电的非电解质是 解析 晶体熔点一般是原子晶体 离子晶体 分子晶体 而hcl晶体和干冰都是分子晶体 而m co2 m hcl 故熔点干冰 hcl晶体 所以熔点由高到低为金刚石 nacl晶体 干冰 hcl晶体 熔融导电的电解质为离子晶体 故为nacl 液态不导电的电解质为hcl 水溶液导电的非电解质为干冰 答案 金刚石 nacl晶体 干冰 hcl晶体nacl晶体hcl晶体干冰 6 有a b c三种晶体 分别由h c na cl4种元素