化学：341《离子晶体》课件(新人教版选修3).ppt

第四节离子晶体 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 1 定义 2 结构特点 1 成键粒子 2 相互作用力 常见的离子晶体 强碱 活泼金属氧化物 大部分的盐类 由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体 阴 阳离子 离子键 一 离子晶体 有无单个分子存在 无单个分子存在 NaCl不表示分子式 2 硬度 3 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 水溶液或者熔融状态下能导电 钠离子和氯离子在晶胞中的位置 4 几种常见的离子晶体的晶胞结构 1 氯化钠型晶胞 氯离子 体心和棱中点 钠离子 面心和顶点 离子晶体种类繁多 结构多样 Na Cl 或者反之 交错排列 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 主页 1 氯化钠型晶胞 3 与Na 等距离且最近的Na Cl 各有几个 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 2 每个晶胞含钠离子 氯离子的个数 与Na 等距离且最近的Na 有 12个与Na 等距离且最近的Cl 有 6个 NaCl的晶体结构模型 NaCl晶体中阴 阳离子配位数 返回原处 2 氯化铯型晶胞 CsCl的晶体结构及晶胞构示意图 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 3 CaF2型晶胞 Ca2 的配位数 8 F 的配位数 4 一个CaF2晶胞中含 4个Ca2 和8个F 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 科学探究 找出CsCl NaCl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 决定离子晶体结构的因素 几何因素晶体中正负离子的半径比电荷因素晶体中正负离子的电荷比键性因素离子键的纯粹因素 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 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 二 晶格能 定义 气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量 晶格能的大小与阴 阳离子所带电荷的乘积成正比 与阴 阳离子间的距离成反比 简言之 晶格能的大小与离子带电量成正比 与离子半径成反比 晶格能越大 形成的离子晶体越稳定 离子键越强 熔点越高 硬度越大 仔细阅读表3 8 分析晶格能的大小与离子晶体的熔点有什么关系 离子晶体的晶格能与哪些因素有关 总结 离子晶体有什么特点 无单个分子存在 NaCl不表示分子式 熔沸点较高 硬度较大 难挥发难压缩 且随着离子电荷的增加 核间距离的缩短 晶格能增大 熔点升高 一般易溶于水 而难溶于非极性溶剂 固态不导电 水溶液或者熔融状态下能导电 哪些物质属于离子晶体 强碱 部分金属氧化物 部分盐类 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 总结归纳 物质的熔点与晶体类型的关系1 若晶体类型不同 一般情况下 原子晶体 离子晶体 分子晶体 2 若晶体类型相同 则有 离子晶体中 结构相似时 离子半径越小 离子电荷越高 晶格能越大 离子键就越强 熔点就越高 原子晶体中 结构相似时 原子半径越小 共价键键长越短 键能越大 熔点越高 分子晶体中 不含氢键时 分子组成和结构相似时 相对分子质量越大 范德华力就越强 熔点就越高 金属晶体中 离子半径越小 离子电荷越高 金属键就越强 熔点就越高 合金的熔点比它的各成分金属的熔点低 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 6 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 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