苏教版选修3专题3第2单元离子键 离子晶体课件 (75张PPT).ppt

美丽的晶体 选修3物质结构与性质 高中化学 晶体结构 离子晶体 分子晶体 原子晶体 知识归纳 课堂练习 结束 离子键离子晶体 2020年3月9日星期一 教学目标 1 使学生理解化学键和离子键的概念 能用电子式表示离子化合物的形成过程 2 通过化学键和离子键的教学 培养学生对微观粒子运动的想象力 3 对学生进行科学研究方法的教育 教学重点 难点 1 化学键和离子键的概念 2 能用电子式表示离子化合物的形成过程 一 化学键 1 定义 相邻原子间强烈的相互作用 2 用化学键的观点来分析化学反应的本质是什么 一个化学反应的的过程 本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程 化学键 离子键 共价键 金属键 化学键分类 2na cl2 2nacl 氯化钠的形成过程 电子得失形成阴 阳离子 阴 阳离子 静电作用 活泼金属与活泼非金属 静电吸引 静电排斥 转化成自由移动的离子 离子键即被破坏 a a和 a a 1 离子键形成的原因是什么 2 形成离子键的微粒是什么 5 离子化合物溶于水或熔化时离子键是否发生变化 4 哪些原子之间可能形成离子键 3 离子键是一种什么性质的相互作用 交流与讨论 6 离子键的存在方式 固态的离子化合物中 二 离子键 1 定义 使阴 阳离子结合成化合物的静电作用 成键粒子 阴 阳离子 成键元素 一般情况 成键本质 静电作用 吸引与排斥 活泼金属元素 ia iia 活泼非金属元素 via viia 形成化合物的元素的电负性的差 1 7 特征 没有方向性和饱和性 空间各个方向上的引力相同 每个离子周围尽可能多的排列带异种电荷的离子 离子半径大小比较规律1 阳离子半径相应的原子半径 如 cl cl3 同一主族元素 从上到下 离子半径逐渐增大 如 li f na mg2 由下列离子化合物熔点变化规律 分析离子键的强弱与离子半径 离子电荷有什么关系 1 nafnaclnabrnai988 801 740 660 2 nafcaf2cao988 1360 2614 提示 ca2 半径略大于na 半径 2 离子键的强弱影响离子化合物的哪些性质 结论 对于组成和结构相似的物质 阴 阳离子半径越小 离子键越强 熔沸点较高 晶体越稳定 离子键的强弱在一定程度上可以用离子晶体的晶格能来衡量 3 晶格能 符号为u 衡量离子键的强弱 拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量 指将1mol离子晶体里的阴阳离子由相互远离的气态结合成离子晶体是所放出的能量 或者阴阳离子克服晶体中的作用力完全气化而远离所需要吸收的能量 交流与讨论p39 分析影响晶格能的因素讨论离子晶体的晶格能与其熔点等物理性质的关系 晶格能越大 表明离子晶体中的离子键越稳定 一般而言 晶格能越高 离子晶体的熔点越高 硬度越大 晶格能大小还影响着离子晶体在水中的溶解度 溶解热等性质 练习1 比较下列离子化合物的熔点nafnaclnabrnafmgf2alf32 比较下列离子化合物的晶格能 1 na2ok2o 2 mgcl2mgo 3 nafcsbr 比较下列物质的熔沸点 用 或 填空 na2omgo k2ok2s 离子半径越小 离子所带电荷越多 离子键就越强 其形成化合物的熔沸点也就越高 返回 结束 kclcsi 离子键 4 离子键的强弱 1 阴阳离子所带电荷越多 键越强 2 阴阳离子半径越小 键越强 离子键越强 熔沸点越高5 离子键的方向性与饱和性离子键没有方向性和饱和性 方向性和饱和性是针对共价键而言的 离子键和金属键都没有方向性与饱和性 练习下列化合物中含有离子键 mgo al2o3 mgcl2 alcl3 nacl naoh koh baso4 除 外 6 离子化合物 含有离子键的化合物 可以有共价键 注意区分 用电子式表示物质用电子式表示物质形成过程 强碱 大多数盐 alcl3除外 典型金属氧化物等 离子化合物包括 离子化合物的判别 1 活泼金属和活泼非金属形成的化合物 2 强碱 大多数盐 3 类盐 nah na2o2 cao cac2 4 熔融状态下可以导电的化合物 一般具有较高的熔沸点和硬度 硬而脆 5 用电负性来判断 总之 在中学阶段化合物中只要有阳阴离子就可判断为离子化合物 1 定义在元素符号周围用 或 来表示原子最外层电子的式子 叫电子式 h na mg ca 原子的电子式 离子的电子式 h na mg2 ca2 三 电子式 离子化合物的电子式 把化合物的阴阳离子对称分布即可 用电子式表示氧化镁的形成过程 mg mg2 用电子式表示硫化钾的形成过程 2k 写出下列微粒的电子式 硫原子 溴原子 硫离子 练习 练习 形象表示新的化学键形成的过程 用电子式表示氯化钠的形成过程 na na 用电子式表示溴化钙的形成过程 ca ca2 2 意义 箭号左方相同的微粒可以合并 重晶石baso4 莹石caf2 胆矾cuso4 5h2o 明矾kal so4 2 12h2o 四 离子晶体 1 离子晶体的概念2 离子晶体的特点3 哪些物质属于离子晶体 离子间通过离子键结合而成的晶体 晶体中无单个分子存在 nacl和cscl是化学式不是分子式 阴阳离子个数比1 1 熔沸点较高 硬度较大 难挥发难压缩 水溶液或者熔融状态下均导电 一般易溶于水 而难溶于非极性溶剂 强碱 部分金属氧化物 部分盐类 形成 动画 结构 分子晶体 原子晶体 主目录 知识归纳 结束 例1 食盐 晶体 的形成 以离子键结合 返回 离子晶体 原子晶体 主目录 知识归纳 结束 食盐的晶体结构图 继续 离子晶体 原子晶体 主目录 知识归纳 结束 nacl的晶体结构模型 nacl晶体中阴 阳离子的配位数 可见 在nacl晶体中 钠离子 氯离子按一定的规律在空间排列成立方体 每个钠离子周围同时吸引着个氯离子 每个氯离子也同时吸引着个钠离子 6 6 氯化钠晶体结构 思考 与一个钠离子相邻最近且距离相等的钠离子有多少个 距离是多少 图示距离为a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 计算方法 均摊法顶点占1 8 棱占1 4 面心占1 2 体心占1 每个nacl晶胞含na cl 的个数 na cl na cl 旋转的晶体模型 例2 氯化铯晶体 氯化铯的小晶胞 铯离子 氯离子 思考 氯化铯晶体中氯离子和铯离子分别处于晶胞的什么位置 cscl的晶体结构 8 8 在cscl晶体中每个cs 周围同时吸引着个cl 每个cl 周围同时吸引着个cs 8 8 cscl晶体中的最小立方体 cs cl 每个cs 周围与它最近且距离相等的cs 共有 个每个cl 周围与它最近且距离相等的cl 共有 个 6 6 cs 1 2 3 4 5 6 cscl晶胞 1 铯离子和氯离子的位置 铯离子 体心氯离子 顶点 或者反之 2 每个晶胞含铯离子 氯离子的个数 铯离子 1个 氯离子 1个 3 与铯离子等距离且最近的铯离子 氯离子各有几个 铯离子 6个 氯离子 8个 为什么nacl的熔沸点比cscl高 重点规律 离子晶体熔沸点高低比较 判断naf nacl nabr nai熔沸点的高低顺序 离子半径越小 所带电荷越多 离子键越强 熔沸点越高 硬度越大 6 6 1 1 8 8 1 1 科学探究1 找出nacl cscl两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数 它们是否相等 p79科学探究2 根据表3 5 表3 6分析 你能得出影响离子晶体中离子配位数的什么因素 结论 晶体中正负离子的的半径比 r r 是决定离子晶体结构的重要因素 简称几何因素 一般决定配位数的多少 正负离子的半径比越大 配位数越多 nacl cscl阴阳离子配位数的比值都是1 1关系 原因是什么呢 是否所有的离子晶体的阴阳离子配位数的比值都是1 1关系呢 请阅读p79 影响离子晶体中离子配位数的因素还有哪些 nacl cscl都是同一主族的氯化物 且都是ab型 为什么它们的配位数却不相同呢 nacl的是6 cscl的是8 caf2 萤石 型晶胞 ca2 的配位数 f 的配位数 1 立方晶系 面心立方晶胞 2 ca2 立方最密堆积 f 填充在全部四面体空隙中 3 配位数 4个ca2 和8个f caf2晶体中ca2 和f 的位置关系如何 一个caf2晶胞中含ca2 f 个数是多少 8 4 4 zns型晶胞 阳离子的配位数 4 阴离子的配位数 4 一个zns晶胞中含 4个阳离子和4个阴离子 5 决定离子晶体结构的因素 1 几何因素 2 电荷因素 3 键性因素 晶体中正负离子的半径比 晶体中正负离子的电荷比 离子键的纯粹因素 一般决定配位数的多少 正负离子的半径比越大 配位数越多 正负离子电荷比 正负离子的配位数比 正负离子的数目反比 各类型离子晶体晶胞的比较 na 6 cl 6 cs cl 8 8 zn2 s2 4 4 ca2 f 4 8 na cl cs cl zn2 s2 ca2 f na cl cs cl zn2 s2 ca2 f 6 6 8 8 4 4 4 8 4 4 1 1 4 4 8 4 kbragcl mgo cas base zns agi beo cscl csbr csi tlcl 碱土金属卤化物 碱金属氧化物 1 下列各指定微粒的数目之比不是1 1的是a na2o2晶体中的阴离子和阳离子b nahco3晶体中的钠离子和碳酸氢根离子c 离子中的质子和中子d nh4cl溶液中铵根离子和氯离子 2 caf2晶体中正离子的配位数8 负离子的配位数为 tio2晶体中正离子的配位数为6 负离子的配位数为多少 zns晶体中负离子的配位数是4 正离子的配位数为多少 4 3 4 ad 3 如图所示 在氯化钠晶体中 与每个na 等距离且最近的几个cl 所围成的空间几何构型 a 十二面体b 正八面体c 正六面体d 正四面体 b 科学视野 含复杂离子的离子晶体 碳酸盐在一定温度下发生分解的规律 课外活动 完成p83第四点表格和练习册中的练习 课后小结 作业 p82ex56 选做练习题 如右下图所示是nacl晶胞结构示意图 请回答 1 与某个na 离子距离最近的na 离子共有个 2 这些na 离子中心围成的空间几何图形是 12 十四面体 与na 最近的na 的个数及围成的几何图形 3 若已知nacl的摩尔质量为mg mol晶胞的边长为acm 设阿伏加德常数为na 则nacl晶体的密度为 g cm3 晶胞法 小立方体法 如图直线交点处的圆圈为nacl晶体中na 或cl 所处位置 晶体中 每个na 周围与它最接近的且距离相等的na 个数为 12 返回原处 随堂练习 1 下列叙述错误的是 a 带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键b 金属元素与非金属元素化合时 不一定形成离子键c 某元素的原子最外层只有1个电子 它跟卤素相互结合时所形成的化学键不一定是离子键d 非金属原子间不可能形成离子键 ad 2 下列有关离子化合物的说法正确的是 a 离子化合物中一定含有金属元素 含金属元素的化合物一定是离子化合物b 离子键只存在于离子化合物中 离子化合物中一定含有离子键c 离子化合物中不可能含有共价键d 离子化合物受热熔化破坏化学键 吸收热量 属于化学变化 3 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 bd b 4 下列性质适合于离子晶体的是 a 熔点1070 易溶于水 水溶液能导电b 熔点10 31 液态不导电 水溶液导电c 能溶于cs2 熔点112 8 沸点444 6 d 熔点97 81 质软 导电 密度0 97g cm3 5 离子晶体不导电 为什么熔化后或溶于水后能导电 a 提示 是否有自由移动的带电微粒 主要考查 概念 结构 性质 物理性质 3 caf2型晶胞 2 ca2 的配位数 f 的配位数 1 一个caf2晶胞中含 4个ca2 和8个f 8 4 ca f ca2 配位数是 f 的配位数是 8 4 图示为caf2晶胞的1 8 观察点为上左前方 晶胞上面心 4 zns型晶胞 2 阳离子的配位数 阴离子的配位数 1 一个zns晶胞中含 4个阳离子和4个阴离子 4 4 科学探究 找出nacl cscl两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数 它们是否相等 6 6 8 8 科学探究 你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数 根据表3 5 表3 6分析影响离子晶体中离子配位数的因素 6 决定离子晶体结构的因素 1 几何因素晶体中正负离子的半径比 2 电荷因素晶体中正负离子的电荷比 3 键性因素离子键的纯粹因素 1 几何因素 配位数与r r 之比相关 0 225 0 4144配位0 414 0 7326配位0 732 1 0008配位 nacl 95 181 0 525cscl 169 181 0 933 2 电荷因素 caf2的晶胞 例 caf2的晶体中 ca2 和f 的个数之比 电荷数之比 ca2 配位数是 f 的配位数是 由正负离子的电荷比影响离子晶体的配位数的因素 称为电荷因素 1 2 2 1 8 4 为什么nacl的熔沸点比cscl高 交流与讨论 回顾 三种晶体结构与性质的比较 相邻原子之间以共价键相结合而成具有空间网状结构的晶体 分子间以范德华力相结合而成的晶体 通过金属键形成的晶体 共价键 范德华力 金属键 原子 分子 金属阳离子和自由电子 很高 很低 差别较大 差别较大 很大 很小 无 硅为半导体 无 导体 金刚石 二氧化硅 晶体硅 碳化硅 i2 干冰 冰等 au fe cu 钢铁等 判断下列晶体的类型 金属晶体 分子晶体 原子晶体 思考并讨论 氯化钠晶体的构成微粒是什么 构成晶体的微粒间的相互作用力是什么 它是哪种晶体类型 练习 1 下表列出了有关晶体的知识 其中错误的是 2 下列物质的晶体 按其熔点由低到高的排列顺序正确的是 a n c s o2 co2b n c co2 s o2c n c m o s o2d n c s o2 m o3 用离子的电荷和半径解释下列离子晶体熔点高低的顺序 1 m o kc 2 m o s s 3 n f n c n b b c 1 2 3 4 5 6 8 7 8 中学教材上图示的nacl晶体结构 它向三维空间延伸得到完美晶体 nio晶体结构与nacl相同 ni2 与邻近的o2 核间距为a 10 8 计算nio晶体密度 已知nio摩尔质量为74 7g mol 1 解 在该晶体中最小正方体中所含的ni2 o2 个数均为 即晶体中每个小正方体中平均含有1 2个nio 其质量为 而此小正方体体积为 a 10 8 3 故nio晶体密度为 总结 课堂练习题 a 10 8 3 综合应用 变式 1 nio晶体结构与nacl相同 设nio的摩尔质量mg mol 密度为 g ml 阿伏加德罗常数为na 求晶胞中两个距离最近的氧离子中心间的距离为多少cm 解题思路 1 每个晶胞中含nio的个数 2 一个晶胞的质量 3 一个晶胞的体积 4 晶胞的边长 5 晶胞中任一个面对角线长度的一半 主页 综合应用 2 天然的和大