化学：第3章第4节　离子晶体 优化课件（人教版选修3）

第四节离子晶体 学习目标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其应用 课堂互动讲练 课前自主学案 知能优化训练 第四节离子晶体 课前自主学案 一 离子晶体1 结构特点 阳离子 阴离子 离子键 2 决定晶体结构的因素 半径比 电荷比 离子键 3 性质熔 沸点 硬度 难溶于有机溶剂 较高 较大 思考感悟1 离子晶体中存在共价键吗 提示 有些离子晶体如NaOH NH4Cl Na2SO4中存在共价键 有些离子晶体中不存在共价键如NaCl MgO等 二 晶格能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 释放 正值 kJ mol 1 越多 越小 稳定 高 大 思考感悟2 NaCl与KCl NaCl与MgCl2哪一个晶格能更大 提示 r Na r Mg2 所以MgCl2的晶格能大于NaCl 课堂互动讲练 离子晶体及常见的类型 1 离子键 1 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 2 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 3 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 4 离子键只存在于离子化合物中 5 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 1 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 2 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 3 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 1 NaCl型晶体结构模型 左下图 配位数为6 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 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 2 CsCl型晶体结构模型 右下图 配位数为8 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 每个Cs 与6个Cs 等距离相邻 每个Cs 与8个Cl 等距离相邻 2011年黄冈高二检测 有下列八种晶体 A SiO2 水晶 B 冰醋酸 C 氧化镁 D 白磷 E 晶体氩 F 氯化铵 G 铝 H 金刚石 用序号回答下列问题 1 属于原子晶体的化合物是 直接由原子构成的晶体是 直接由原子构成的分子晶体是 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 思路点拨 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 答案 1 AA E HE 2 BFD E 3 B C FB D EA H 互动探究 1 上述物质中均含有化学键吗 2 B与F所含化学键类型是否相同 提示 1 不是 稀有气体为单原子分子 分子内无化学键 2 B项冰醋酸分子中的化学键为共价键 而F项所含化学键为离子键 共价键 配位键 所以两者所含化学键类型不同 规律方法 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 变式训练1如图 直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na 或Cl 所处的位置 这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的 1 请将其中代表Cl 的圆圈涂黑 不必考虑体积大小 以完成NaCl晶体结构示意图 2 晶体中 在每个Na 的周围与它最接近的且距离相等的Na 共有 个 3 在NaCl晶胞中正六面体的顶角上 面上 棱上的Na 或Cl 为该晶胞与其相邻的晶胞所共有 一个晶胞中Cl 的个数等于 即 填计算式 Na 的个数等于 即 填计算式 解析 1 如图所示 答案 1 离子晶体的性质 1 熔 沸点具有较高的熔 沸点 难挥发 离子晶体中 阴 阳离子间有强烈的相互作用 离子键 要克服离子间的相互作用使物质熔化和沸腾 就需要较多的能量 因此 离子晶体具有较高的熔 沸点和难挥发的性质 2 硬度硬而脆 离子晶体中 阴 阳离子间有较强的离子键 离子晶体表现出较高的硬度 当晶体受到冲击力作用时 部分离子键发生断裂 导致晶体破碎 3 导电性不导电 但熔化或溶于水后能导电 离子晶体中 离子键较强 阴 阳离子不能自由移动 即晶体中无自由移动的离子 因此离子晶体不导电 当升高温度时 阴 阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力 成为自由移动的离子 在外加电场的作用下 离子定向移动而导电 离子晶体溶于水时 阴 阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子 或水合离子 在外加电场的作用下 阴 阳离子定向移动而导电 4 溶解性大多数离子晶体易溶于极性溶剂 如水 中 难溶于非极性溶剂 如汽油 苯 CCl4 中 当把离子晶体放入水中时 水分子对离子晶体中的离子产生吸引 使离子晶体中的离子克服离子间的相互作用力而离开晶体 变成在水中自由移动的离子 特别提醒 化学变化过程一定发生旧化学键的断裂和新化学键的形成 但破坏化学键或形成化学键的过程却不一定发生化学变化 如食盐熔化会破坏离子键 食盐结晶过程会形成离子键 但均不是化学变化过程 2011年北京东城区高二检测 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 解析 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 互动探究 1 A组与C组熔点差别较大的原因是什么 2 B组与D组的组成微粒分别是什么 微粒间的作用力是什么 提示 1 A组的微粒间的作用力是共价键 C组的微粒间的作用力为分子间作用力 因共价键 分子间作用力 所以A组的熔点高于C组 2 B组的组成微粒为金属阳离子和自由电子 两者之间的作用力为金属键 D组的组成微粒为阳离子和阴离子 两者之间的作用力为离子键 规律方法 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 变式训练2比较下列几组晶体熔 沸点的高低顺序 1 金刚石 氯化钠 晶体硅 干冰 2 石英晶体 铝硅合金 冰 3 CaO KI KCl 4 F2 Cl2 Br2 I2 解析 金刚石 晶体硅都属于原子晶体 C原子半径比Si原子半径小 键能大 金刚石熔点比晶体硅的高 原子晶体 离子晶体 分子晶体