人教版选修3 第三章 第四节 离子晶体 课件（共65张）.ppt

第四节离子晶体 第三章晶体结构与性质 2 构成微粒 阴 阳离子 3 微粒间的作用力 离子键 4 哪些类物质属于离子晶体 大多数盐 强碱 活泼金属氧化物 离子键无饱和性 无方向性 一 离子晶体 1 定义 由阴 阳离子通过离子键结合而成的晶体 离子键 阴 阳离子间强烈的静电作用 第四节离子晶体 课本 p78 2 硬度 5 离子晶体物理性质的特点 1 熔沸点 难挥发难压缩 较高 较大 3 水溶性 4 导电性 阅读课本p79最后一段 即科学视野之前的一段 结合氯化钠晶体的结构 你认为离子晶体物理性质有何特点 离子电荷越多 核间距离越小 熔沸点升高 一般易溶于水 而难溶于非极性溶剂 固态不导电 水溶液或熔融状态下能导电 第四节离子晶体 课本 p79 注 证明某种晶体是否为离子晶体 通常根据其熔融状态能否导电进行判断 1 轻松判断 1 离子晶体中一定含有金属元素 2 固态不导电 水溶液能导电 这一性质能说明某晶体一定是离子晶体 3 晶格能是指破坏1mol离子键所吸收的能量 4 nacl晶体的晶胞中有一个cl 和1个na p49 新课程学习与测评 第四节离子晶体 2 离子晶体不可能具有的性质是 a 具有较高的熔点和沸点b 易溶于水 难溶于非极性溶剂c 具有良好的导电性d 坚硬而易粉碎 p49 新课程学习与测评 第四节离子晶体 例下列有关晶体的说法正确的是 a 含有金属离子的晶体一定是离子晶体b 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c 离子晶体溶于水时 可能破坏离子键和共价键d 离子晶体中含有离子键 但不含极性键和非极性键 片面理解离子晶体的构成及性质 p50 新课程学习与测评 第四节离子晶体 1 下列各种晶体中 含有的化学键类型和晶体类型均相同的一组是 sio2和co2 nacl和caf2 naoh和nh4cl 冰和干冰 碘和碘酸钾 晶体硅和碳化硅 金刚石和c60 铜和铁a b c d p51 新课程学习与测评 第四节离子晶体 2 自然界中的caf2又称萤石 是一种难溶于水的固体 属于典型的离子晶体 下列实验一定能说明caf2为离子晶体的是 a caf2难溶于水 且其水溶液的导电性极弱b caf2的熔点和沸点较高 硬度较大c caf2固体不导电 但在熔融状态下可以导电d caf2在有机溶剂 如苯 中的溶解度极小 p51 新课程学习与测评 第四节离子晶体 3 下列关于离子化合物的叙述错误的是 a 离子化合物中都含有离子键b 离子化合物中可能含有共价键c 在熔融状态下可以导电的化合物一定是离子化合物d 溶于水可以导电的化合物一定是离子化合物 p51 新课程学习与测评 第四节离子晶体 4 由短周期元素构成的某离子晶体中 一个阳离子和一个阴离子的核外电子数之和为20 则下列说法中正确的是 a 晶体中阳离子与阴离子的个数不一定相等b 晶体中一定只有离子键 没有共价键c 所有元素一定不在同一周期 也不在第一周期d 晶体中阳离子的半径一定大于阴离子的半径 p51 新课程学习与测评 第四节离子晶体 晶体类型 单质硫是 晶体 单质硼是 晶体 氯化铝是 晶体 苛性钾是 晶体 p51 新课程学习与测评 分子 第四节离子晶体 6 四种物质的一些性质如下表 原子 分子 离子 1 现有7种元素的原子 其结构特点见下表 各选项中的两种元素相互化合时 最容易形成离子晶体的是 a a和bb a和fc a和gd c和g p23 活页作业 第四节离子晶体 2 下列化学式表示的物质中 属于离子晶体且含有离子键和共价键的组合是 cacl2 nh4cl na2o2 co2 naoh cao nacl nh3a b c d p23 活页作业 第四节离子晶体 3 下列说法中正确的是 a hcl中存在离子键 属于离子化合物b koh中含有离子键也含有共价键 属于离子化合物c 阴阳离子通过静电引力而形成的化学键称为离子键d 非金属元素组成的化合物中只含共价键 p23 活页作业 第四节离子晶体 每个na 周围有 个cl 6 几种离子晶体 1 nacl晶体 6 每个cl 周围有 个na 6 几种离子晶体 1 nacl晶体 6 nacl的晶胞 1个nacl晶胞中含个na 和个cl nacl晶体中nacl分子 化学式nacl表示 每个na 周围最近且等距离的cl 有个 每个cl 周围最近且等距离的na 有个 在每个na 周围最近且等距离的na 有个 在每个cl 周围最近等距离的cl 有个 na 和cl 的配位数分别为 6 几种离子晶体 1 nacl晶体 4 4 无 na 和cl 的最简个数比 6 6 12 12 第四节离子晶体 课本 p78 6 6 cscl的晶胞 6 几种离子晶体 2 cscl晶体 1个cscl晶胞中含个cs 和个cl 每个cs 周围最近且等距离的cl 有个 每个cl 周围最近且等距离的cs 有个 在每个cs 周围最近且等距离的cs 有个 在每个cl 周围最近等距离的cl 有个 cs 和cl 的配位数分别为 1 1 8 8 6 6 第四节离子晶体 课本 p78 8 8 1 离子晶体中离子的配位数 缩写为c n 是指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目 nacl cscl的阳离子和阴离子的比例都是1 1 同属ab型离子晶体 参考图3 27 图3 28 数一数这两种离子晶体中阳离子和印离子的配位数 它们是否相等 科学探究 第四节离子晶体 课本 p78 第四节离子晶体 课本 p78 表3 4nacl和cscl晶体中阴 阳离子的配位数 6 6 8 8 科学探究 2 你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数 利用表3 5的数据进行计算 把计算结果填入表3 6 可能有助于你推测为什么nacl cscl晶体中的配位数不同 0 52 0 93 结论 nacl cscl晶体中 正 负离子的半径比是不同的 导致离子配位数不同 晶体中正 负离子的半径比是决定晶体结构的重要因素 简称几何因素 第四节离子晶体 课本 p79 6 几种离子晶体 3 caf2晶体 ca2 f ca2 面心立方最密堆积 f 填充在全部四面体空隙中 1个caf2晶胞中含个ca2 和个f 每个ca2 周围最近且等距离的f 有个 每个f 周围最近且等距离的ca2 有个 ca2 和f 的配位数分别为 在每个ca2 周围最近且等距离的ca2 有个 在每个f 周围最近等距离的f 有个 4 8 8 4 8 4 12 6 第四节离子晶体 课本 p79 6 几种离子晶体 4 zns晶体 zn2 s2 1个zns晶胞中含个zn2 和个s2 每个zn2 周围最近且等距离的s2 有个 每个s2 周围最近且等距离的zn2 有个 zn2 和s2 的配位数分别为 在每个zn2 周围最近且等距离的zn2 有个 在每个s2 周围最近等距离的s2 有个 4 4 4 4 4 4 12 12 第四节离子晶体 课本 p79 例1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 p49 新课程学习与测评 第四节离子晶体 nacl的晶胞 针对训练 1 金属钡在纯氧中燃烧时 生成一种钡的氧化物晶体 该晶体呈立方体结构 如图为该钡的氧化物晶体的一个晶胞 晶体中最小的重复单元 则下列说法不正确的是 a 该晶体为离子晶体 ba2 与o22 离子的个数比为1 1b 该晶胞结构与nacl相似 晶体中与每个距离ba2 最近的ba2 有12个c 该晶体中每个ba2 周围有6个o22 每个o22 周围有6个ba2 d 该晶胞结构与cscl相似 晶体中与每个ba2 距离最近的o22 有6个 p49 新课程学习与测评 第四节离子晶体 4 氯化铯晶胞如图甲所示 该晶体中cs 与cl 的个数比为1 1 化学式为cscl 若某晶体的晶胞结构如图乙所示 其中含有a b c三种元素的粒子 则该晶体中a b c的粒子个数比为 a 8 6 1b 4 3 1c 1 6 1d 1 3 1 p23 活页作业 第四节离子晶体 5 高温下 超氧化钾晶体呈立方体结构 晶体中氧的化合价部分为0价 部分为 2价 如图为超氧化钾晶体的一个晶胞 晶体中最小的重复单元 则下列说法正确的是 a 超氧化钾的化学式为ko2 每晶胞含有14个k 和13个o2 b 晶体中每个k 周围有8个o2 每个o2 周围有8个k c 晶体中与每个k 距离最近的k 有8个d 晶体中o价氧原子与 2价氧原子的数目比为3 1 p23 活页作业 第四节离子晶体 8 组成晶体的质点 分子 原子 离子 以确定的位置在空间作有规则排列 具有一定几何形状的空间格子 称为晶格 晶格中能代表晶体结构特征的最小重复单位称为晶胞 在冰晶石 na3alf6 晶胞中 alf63 占据的位置相当于nacl晶胞中cl 占据的位置 则冰晶石晶胞中含有的原子数与食盐晶胞中含有的原子数之比为 a 2 1b 3 2c 5 2d 5 1 p23 活页作业 第四节离子晶体 9 下列关于晶体的说法一定正确的是 a 第 a碱金属元素与第 a元素所形成的化合物在固态时为离子晶体 晶体中阴 阳离子排列方式相同b 晶体中存在阴离子就必定存在阳离子 存在阳离子就必定存在阴离子c 离子晶体中只含有离子键 金属晶体中必定含有金属键d c60晶体 其结构模型如图 中每个c60分子周围与它距离最近且等距离的c60分子有12个 p23 活页作业 第四节离子晶体 12 a b c d e都是元素周期表中前20号元素 其原子序数依次增大 b c d同周期 a d原子中某p能级均排有5个电子 e和其他元素既不在同周期也不在同主族 b c d的最高价氧化物的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水 根据以上信息 回答下列问题 1 a和d的氢化物中 沸点较低的是 填化学式 a和d的电负性较大的是 填元素符号 2 b和c的第一电离能较小的是 填元素符号 a和b的离子中 半径较小的是 填离子符号 构成c单质晶体的粒子以 键相结合 3 写出b c的最高价氧化物的水化物相互反应的离子方程式 p24 活页作业 hcl 第四节离子晶体 f na na 金属 al oh 3 oh alo2 2h2o 4 a和e可组成离子化合物 其晶胞 晶胞是在晶体中具有代表性的最小重复单元 结构如上图所示 阳离子 用 表示 位于该正方体的顶点或面心 阴离子 用 表示 均位于小正方体中心 与一个 距离最近的 有 个 与一个 距离最近的 有 个 该化合物的化学式是 p24 活页作业 4 第四节离子晶体 12 caf2 13 a b c d e f为前四周期元素且原子序数依次增大 其中a含有3个能级 且每个能级所含的电子数相同 c的最外层有6个运动状态不同的电子 d是短周期元素中电负性最小的元素 e的最高价氧化物对应的水化物酸性最强 f除最外层原子轨道处于半充满状态 其余能层均充满电子 又知g元素与d元素同主族 且相差3个周期 1 元素a b c的电负性由小到大的顺序是 用元素符号表示 2 e的最高价含氧酸中e的杂化方式为 p24 活页作业 c n o 第四节离子晶体 sp3杂化 3 f原子的外围电子排布式为 f的晶体中原子的堆积方式是下图中的 填 甲 乙 或 丙 4 d与e g与e形成的晶体类型相同 但晶体的配位数不同 其原因是 p24 活页作业 丙 第四节离子晶体 3d104s1 正 负离子的半径比不同 5 已知de晶体的晶胞如图所示 若将de晶胞中的所有e离子去掉 并将d离子全部换为a原子 再在其中的4个 小立方体 中心各放置一个a原子 且这4个 小立方体 不相邻 位于 小立方体 中的a原子与最近的4个a原子以单键相连 由此表示a的一种晶体的晶胞 已知a a键的键长为acm na表示阿伏加德罗常数 则该晶胞中含有 个a原子 该晶体的密度是 g cm 3 p24 活页作业 8 第四节离子晶体 14 镁 铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子 工业上从海水中提取镁时 先制备无水氯化镁 然后将其熔融电解 得到金属镁 1 以mgcl2为原料用熔融盐电解法制备镁时 常加入nacl kcl或cacl2等金属氯化物 其主要作用除了降低熔点之外还有 2 已知mgo的晶体结构属于nacl型 某同学画出的mgo晶胞结构示意图如下图所示 请改正图中错误 p24 活页作业 增强熔融盐的导电性 第四节离子晶体 空心球应为o2 实心球应为mg2 8号空心球应改为实心球 3 用镁粉 碱金属盐及碱土金属盐等可以做成烟火 燃放时 烟火发出五颜六色的光 请用原子结构的知识解释发光的原因 4 mg是第三周期元素 该周期部分元素氟化物的熔点见下表 解释表中氟化物熔点差异的原因 p24 活页作业 电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时 以发光的形式释放能量 第四节离子晶体 离子晶体粒子间的作用力随阳离子半径的减小 电荷的增大而增大 故mgf2的熔点高于naf sif4是分子晶体 晶体粒子间的作用力为范德华力 因而熔点较低 7 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 第四节离子晶体 课本 p79 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 科学视野 阅读思考 碳酸盐热分解的实质是什么 表3 7的有关数值说明了什么 结论 组成碳酸盐中阳离子的金属的金属性越弱 金属阳离子的半径越小 碳酸盐的热稳定性越差 反之越好 碳酸盐的热分解是由于晶体中的阳离子结合碳酸根离子中的氧离子 使碳酸根离子分解为二氧化碳分子的结果 可图解如下 第四节离子晶体 课本 p80 二 晶格能 1 晶格能的定义 气态离子形成1mol离子晶体释放的能量 结论 阴 阳离子的半径越小 晶格能越大 第四节离子晶体 课本 p80 结论 阴 阳离子的电荷数越多 晶格能越大 晶格能越大 形成的离子晶体越稳定 而且熔点越高 硬度越大 第四节离子晶体 课本 p80 二 晶格能 1 晶格能的定义 气态离子形成1mol离子晶体释放的能量 2 影响晶格能大小的因素 阴 阳离子的电荷数越多 离子半径越小 晶格能越大 3 晶格能的作用 晶格能越大 形成的离子晶体越稳定 而且熔点越高 硬度越大 第四节离子晶体 课本 p80 1 轻松判断 1 离子晶体中一定含有金属元素 2 固态不导电 水溶液能导电 这一性质能说明某晶体一定是离子晶体 3 晶格能是指破坏1mol离子键所吸收的能量 4 nacl晶体的晶胞中有一个cl 和1个na p49 新课程学习与测评 第四节离子晶体 3 深度思考nacl kcl与mgcl2中 哪一种物质的晶格能最大 p49 新课程学习与测评 第四节离子晶体 mgcl2的晶格能最大 因为r na r k 则nacl的晶格能大于kcl的晶格能 因为r na r mg2 且mg2 所带电荷数比na 多 所以mgcl2的晶格能大于nacl 例2naf nai和mgo均为离子晶体 有关数据如下表 试判断 这三种化合物熔点由高到低的顺序是 a b c d p50 新课程学习与测评 第四节离子晶体 针对训练 2 离子晶体的熔点高低决定于晶格能的大小 晶格能越大 熔点越高 反之则越低 影响晶格能大小的因素主要有 离子半径 离子所带的电荷数 试判断naf na2o mgf2 mgo四种晶体熔点的高低关系正确的是 a na2o naf mgf2 mgob naf na2o mgf2 mgoc naf mgf2 na2o mgod naf mgf2 mgo na2o p50 新课程学习与测评 第四节离子晶体 5 1mol气态钠离子和1mol气态氯离子结合生成1mol氯化钠晶体释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能 下列热化学方程式中 能直接表示出氯化钠晶格能的是 a na g cl g nacl s hb na s 1 2cl2 g nacl s h1c na s na g h2d na g e na g h3e 1 2cl2 g cl g h4f cl g e cl g h5 p51 新课程学习与测评 第四节离子晶体 6 离子晶体熔点的高低决定于晶体中阳离子与阴离子之间的静电引力 静电引力大则熔点高 引力小则反之 试判断kcl nacl cao bao四种晶体熔点的高低顺序可能是 a kcl nacl bao caob nacl kcl bao caoc cao bao nacl kcld cao bao kcl nacl p23 活页作业 第四节离子晶体 三 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 2 在熔融状态下能导电的晶体 化合物 是离子晶体 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 4 易升华的物质大多为分子晶体 第四节离子晶体 课本 p80 第四节离子晶体 课本 p80 四 晶体熔 沸点的比较 1 不同类型晶体熔 沸点的比较 不同类型晶体的熔 沸点高低的一般规律 金属晶体的熔 沸点差别很大 如钨 铂等熔 沸点很高 汞 铯等熔 沸点很低 原子晶体 离子晶体 分子晶体 第四节离子晶体 课本 p80 2 同种晶体类型熔 沸点的比较 原子晶体 比较 共价键 结构相似 半径越小 键长越短 键能越大 熔 沸点越高 如熔点 金刚石碳化硅晶体硅 离子晶体 比较离子键强弱或晶格能大小 离子所带电荷越多 半径越小 离子键越强 熔 沸点越高 熔点 mgomgcl2 naclcscl 金属晶体 金属离子半径越小 离子电荷数越多 其金属键越强 金属熔 沸点就越高 第四节离子晶体 课本 p80 分子晶体 比较分子间作用力 a 分子间作用力越 物质的熔 沸点越 具有氢键的分子晶体熔 沸点反常地 如h2oh2teh2seh2s 大 高 高 b 组成和结构相似的分子晶体 相对分子质量越 熔 沸点越 如snh4geh4sih4ch4 大 高 c 组成和结构不相似的物质 相对分子质量接近 分子的极性越大 其熔 沸点越高 如co n2 ch3oh ch3ch3 d 同分异构体 支链越多 熔 沸点越低 例1下列各物质中 按熔点由高到低的顺序排列正确的是 a ch4 sih4 geh4 snh4b kcl nacl