人教版选修3第3章 第4节离子晶体课件（50张）.ppt

第四节离子晶体 知识梳理 阳离子 1 构成微粒 和 2 作用力 3 配位数 一个离子周围最邻近的离子的数目 一 离子晶体1 结构特点 阴离子 离子键 异电性 1 几何因素 晶体中正 负离子的 2 电荷因素 晶体中正 负离子的 3 键性因素 的纯粹程度 2 决定晶体结构的因素 半径比 电荷比 离子键 3 常见的离子晶体 6 8 8 6 8 4 4 4 1 1 4 8 1 硬度 难于压缩 2 熔点和沸点 3 固体不导电 但在时能导电 4 物理性质 较大 较高 熔融状态或水溶液 释放的能量 通常取 单位为 二 晶格能1 概念 2 影响因素 晶格能越大 形成的离子晶体越 而且熔点 硬度 3 晶格能对离子晶体性质的影响 气态离子形成1mol离子晶体 正值 kj mol 1 越多 越小 稳定 越高 越大 自我检测 1 nacl 是氯化钠的分子式 2 离子晶体一定含有金属阳离子 3 离子晶体中一定不存在共价键 4 离子晶体都能导电 5 金属晶体和离子晶体的导电实质是一样的 6 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 1 判断正误 正确的打 错误的打 7 nacl晶体的晶胞中有1个cl 和1个na 8 晶格能是指破坏1mol离子键所吸收的能量 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 1 不含金属离子的离子晶体是 只含离子键的离子晶体是 既有离子键又有非极性键的离子晶体是 既有离子键又有极性键的离子晶体是 2 既含范德华力 又有非极性键的晶体是 熔化时既要克服范德华力 又要破坏化学键的是 熔化时只破坏共价键的是 答案 1 2 2 下列7种物质 白磷 p4 水晶 氯化铵 氢氧化钙 氟化钠 过氧化钠 石墨 固态下都为晶体 回答下列问题 填写序号 3 如图所示一些晶体中的某些结构 它们分别是nacl cscl 干冰 金刚石 石墨结构中的某一种的某一部分 1 代表金刚石的是 填编号字母 下同 其中每个碳原子与个碳原子最接近且距离相等 金刚石属于晶体 2 代表石墨的是 其中每个正六边形占有的碳原子数平均为个 3 表示nacl的是 每个na 周围与它最接近且距离相等的na 有个 4 代表cscl的是 它属于晶体 每个cs 与个cl 紧邻 5 代表干冰的是 它属于晶体 每个co2分子与个co2分子紧邻 6 已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短 则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为 答案 1 d4原子 2 e2 3 a12 4 c离子8 5 b分子12 6 石墨 金刚石 nacl cscl 干冰 提升一离子晶体的结构与性质 例1 钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体 其晶胞的结构如图所示 下列有关说法中正确的是 a 该晶体属于离子晶体b 晶体的化学式为ba2o2c 该晶体的晶胞结构与cscl相似d 与每个ba2 距离相等且最近的ba2 共有4个 答案a 1 离子晶体微粒之间的作用力是离子键 由于离子键没有方向性和饱和性 故离子晶体一般采取密堆积方式 2 离子晶体中存在的微粒是阳离子和阴离子 离子晶体的化学式只表示晶体中阴 阳离子的个数比 而不是表示其分子组成 3 离子晶体中 离子半径越小 离子所带电荷越多 离子键越强 名师提升 1 离子晶体的结构 2 离子晶体的性质 3 离子晶体的判断 2 利用元素的性质和种类如成键元素的电负性差值大于1 7的物质 金属元素 特别是活泼的金属元素 a a族元素 与非金属元素 特别是活泼的非金属元素 a a族元素 组成的化合物 个别非金属元素间形成的化合物 如铵盐 等都是离子晶体 3 利用物质的性质离子晶体一般具有较高的熔 沸点 难挥发 硬而脆 固体不导电 但熔融或溶于水时能导电 大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂 4 离子晶体与其他晶体类型的比较 易错提醒 1 离子晶体中一定存在离子键 可能存在共价键 一定不存在分子间作用力 2 只有分子晶体中存在单个分子 3 某些离子晶体的熔点高于某些原子晶体的熔点 如mgo 2852 sio2 1710 4 某些分子晶体的熔点高于某些金属晶体的熔点 如碱金属熔点较低 5 个别金属的熔点高于某些原子晶体的熔点 如钨 3410 sio2 1710 6 合金的熔点一般低于成分金属的熔点 答案不一定 也可能是金属晶体 晶体中含有阳离子 不一定存在阴离子 如金属晶体由阳离子和自由电子构成的 答案不一定 离子晶体中不一定含金属元素 如nh4cl nh4no3等铵盐 由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体 如alcl3是分子晶体 深度思考 1 离子晶体中一定含有金属元素吗 由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体吗 答案氯化钠晶胞中含有的钠离子和氯离子都为4 而氯化钠的化学式为nacl 这说明离子晶体的化学式仅表示晶体中阴 阳离子的个数比 并不代表其分子组成 因为离子晶体中没有分子 2 氯化钠的化学式为nacl 能否说明晶胞中含有一个钠离子和一个氯离子 能否表示氯化钠的分子式 a 图 1 和 3 b 图 2 和 3 c 图 1 和 4 d 只有图 4 变式训练 1 如图所示是从nacl或cscl的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 解析本题考查了离子晶体的代表物质nacl cscl的晶体结构 nacl晶体中 每个na 周围最邻近的cl 有6个 构成正八面体 同理 每个cl 周围最邻近的6个na 也构成正八面体 由此可知图 1 和 4 是从nacl晶体中分割出来的结构图 c项正确 答案c 2 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 水溶液能导电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 cm 3解析离子晶体在液态 即熔融状态 导电 cs2是非极性溶剂 根据相似相溶规律 c不是离子晶体 离子晶体质硬易碎 且固态不导电 d不是离子晶体 答案a 3 离子晶体一般不具有的特征是 a 熔点较高 硬度较大b 易溶于水而难溶于有机溶剂c 固体时不能导电d 离子间距离较大 其密度较大解析离子晶体的结构决定着离子晶体具有一系列特性 这些特性包括a b c项所述 离子间的距离取决于离子半径的大小及晶体的密堆积形式等 答案d 提升二晶格能的应用 1 已知nabr nacl mgo等离子晶体的核间距离和晶格能如下表所示 例2 根据表格数据回答下列有关问题 nabr晶体比nacl晶体晶格能 填 大 或 小 主要原因是 mgo晶体比nacl晶体晶格能大 主要原因是 nabr nacl和mgo晶体中 熔点最高的是 2 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 a b 硅在一定条件下可以与cl2反应生成sicl4 试判断sicl4的沸点比ccl4的 填 高 或 低 理由 解析 1 对同类型的离子晶体中 离子半径越小 离子电荷数越多 晶格能越大 离子晶体越稳定 熔 沸点越高 2 先比较不同类型晶体的熔点 naf mgf2为离子晶体 离子间以离子键结合 离子键作用强 sif4固态时为分子晶体 分子间以范德华力结合 范德华力较弱 故naf和mgf2的熔点都高于sif4 b 再比较相同类型晶体的熔点 na 的半径比mg2 半径大 na 所带电荷数小于mg2 所以mgf2的离子键比naf的离子键强度大 mgf2熔点高于naf熔点 sicl4和ccl4组成 结构相似 sicl4的相对分子质量大于ccl4的相对分子质量 sicl4的分子间作用力大于ccl4的分子间作用力 故sicl4的熔点高于ccl4的熔点 答案 1 小nabr比nacl离子的核间距大 mgo晶体中的阴 阳离子的电荷数绝对值大 并且离子的核间距小 mgo 2 a naf与mgf2为离子晶体 sif4为分子晶体 所以naf与mgf2远比sif4熔点要高b 因为mg2 的半径小于na 的半径且mg2 所带电荷数较大 所以mgf2的离子键强度大于naf的离子键强度 故mgf2的熔点高于naf 高sicl4的相对分子质量比ccl4的大 范德华力大 因此沸点高 1 不同类型晶体熔 沸点的比较 不同类型晶体的熔 沸点高低一般规律 原子晶体 离子晶体 分子晶体 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 名师点拨 1 离子晶体结构类型相同时 离子所带电荷越多 离子半径越小 晶格能越大 晶体熔 沸点越高 硬度越大 2 晶格能的大小影响岩浆晶出的次序 晶格能越大 形成的晶体越稳定 岩浆中的矿物越容易结晶析出 3 晶体熔 沸点高低的比较方法 2 同种类型晶体熔 沸点的比较 原子晶体原子半径越小 键长越短 键能越大 熔 沸点越高 如熔点 金刚石 硅晶体 离子晶体一般地说 阴 阳离子的电荷数越多 离子半径越小 则离子间的作用力就越强 其离子晶体的熔 沸点就越高 如熔点 mgo nacl cscl 分子晶体a 分子间作用力越大 物质的熔 沸点越高 具有氢键的分子晶体熔 沸点反常得高 如沸点 h2o h2te h2se h2s b 组成和结构相似的分子晶体 相对分子质量越大 熔 沸点越高 如熔 沸点 snh4 geh4 sih4 ch4 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 如熔 沸点 co n2 ch3oh ch3ch3 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 如熔 沸点 na mg al 1 如何理解下面三种氟化物的晶格能的递变 深度思考 提示na mg2 al3 的电荷数逐渐增大 而它们的离子半径逐渐减小 故它们形成的氟化物的晶格能逐渐增大 即 晶格能的大小与离子所带电荷量成正比 与离子半径成反比 2 根据晶格能的知识回答 1 为何na2o的晶格能大于naf 而kcl的晶格能大于ki 答案晶格能与离子所带的电荷成正比 而与离子半径的大小成反比 在na2o和naf中 o2 所带的电荷比f 多 故na2o的晶格能大于naf 而kcl和ki中 cl 半径小于i 的半径 故kcl的晶格能大于ki 2 火山喷出岩浆中含有多种硫化物 冷却时zns比hgs先析出 原因是什么 答案二者均为离子晶体 zns晶格能大于hgs 因此zns先析出 3 kcl mgo cao的晶体结构与nacl的晶体结构相似 kcl cao mgo三种离子晶体熔点从高到低的顺序是 答案mgo cao kcl a 熔点 naf mgf2 alf3b 晶格能 naf nacl nabrc 阴离子的配位数 cscl nacl caf2d 硬度 mgo cao bao 变式训练 4 下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是 解析由于na mg2 al3 的离子半径依次减小 所带电荷数依次增加 所以naf mgf2 alf3的晶格能依次增大 即熔点依次升高 a错误 f cl br 的半径依次增大 naf nacl nabr的晶格能依次减小 b正确 cscl nacl caf2中阴离子的配位数分别为8 6 4 c正确 mg2 ca2 ba2 的半径依次增大 mgo cao bao的晶格能依次减小 即硬度依次减小 d正确 答案a 5 下列关于晶格能的叙述中正确的是 a 晶格能仅与形成晶体中的离子所带电荷有关b 晶格能仅与形成晶体的离子半径有关c 晶格能是指相邻的离子间的静电作用d 晶格能越大的离子晶体 其熔点越高解析晶格能与离子所带电荷的乘积成正比 与阴 阳离子半径的大小成反比 晶格能越大 晶体的熔 沸点越高 硬度也越大 所以a b错 d正确 答案d 6 根据表中给出物质的熔点数据 alcl3沸点为182 7 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 晶体硼是原子晶体解析根据表中各物质的熔点 判断晶体类型 nacl和mgo是离子化合物 形成离子晶体 故熔 沸点越高 说明晶格能越大 离子键越强 a正确 sicl4是共价化合物 熔 沸点较低 为分子晶体 硼为非金属单质 熔 沸点很高 是原子晶体 b d正确 alcl3虽是由活泼金属和活泼非金属形成的化合物 但其晶体熔 沸点较低 应属于分子晶体 答案c 7 现有几组物质的熔点 数据 据此回答下列问题 1 由表格可知 a组熔点普遍偏高 据此回答 a组属于 晶体 其熔化时克服的粒子间的作用力是 硅的熔点低于二氧化硅 是由于 硼晶体的硬度与硅晶体相对比 2 b组晶体中存在的作用力是 其共同的物理性质是 填序号 可以用 理论解释 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组晶体中nacl kcl rbcl的熔点由高到低的顺序为 mgo晶体的熔点高于三者 其原因解释为 解析 1 a组由非金属元素组成 熔点最高 属于原子晶体 熔化时需破坏共价键 由共价键形成的原子晶体中 原子半径小的键长短 键能大 晶体的熔 沸点高 硬度大 2