高中化学《离子晶体》教案10 新人教版选修3

第三章第四节 离子晶体学习目标：1、复习离子键概念，能推导并解释离子晶体的相关性质。2、了解常见典型离子晶体的结构特征。3、知道阴、阳离子的电荷比与配位数的关系。4、知道决定离子晶体结构的重要因素。能力培养1、通过复习分子晶体、原子晶体的相关知识，学会利用“知识迁移”的学习方法去学习离子晶体，培养自学能力。2、通过对晶胞中离子配位数的计算与分析，培养空间想象能力以及懂得利用跨学科知识的学习能力。教学过程：一、离子晶体回顾已经学过的分子晶体、原子晶体的结构与性质关系，试推导出离子晶体的基本结构与性质。分子晶体：分子内原子是通过_结合起来，相邻分子是通过_相互吸引。由于_使得分子晶体的熔、沸点_，硬度_。原子晶体：原子晶体内原子都以_结合，形成一个三维的_结构。由于_使得原子晶体的熔、沸点_，硬度_。根据上面的知识，请推导离子晶体的一些特点：1离子晶体：是由_结合而成的晶体，由于_使得离子晶体的熔、沸点_,硬度_。金属晶体能够导电是什么原因？氯化钠固体、溶液、熔融状态的导电性又如何？如何解释？根据上述情况，请归纳出：2离子晶体的导电能力：_ 小结： 四类晶体的比较，课本86页表离子晶体的性质如何取决于该晶体的结构，下面介绍几种常见的离子晶体的结构。在分析晶体结构之前先学习一个新名词：离子的配位数3配位数：指一个离子周围最邻近的异电性离子数目如：NaCl晶体中，一个Na+周围最邻近的Cl-个数就是该Na+的配位数。那么Na+的配位数是多少呢？请看下面给出的NaCl晶胞的结构图，从图中找出Na+和Cl-的配位数各是多少。 从图中可以很明显地看出：每个Na+周围最邻近的Cl-有_个,每个Cl-周围最邻近的Na+有_个,则Na+、Cl-的配位数都是_。因此整个晶体中， Na+、Cl-比例为_，化学式为NaCl，属于AB型离子晶体。与Na同主族的Cs的氯化物CsCl也是属于AB型离子晶体，其晶体结构是否与NaCl晶体结构相同？阴、阳离子的配位数是否也相同？请看下面CsCl的晶胞图形从图中可以很明显地看出：每个Cs+周围最邻近的Cl-有_个,每个Cl-周围最邻近的Na+有_个,则Cs+、Cl-的配位数都是_。因此整个晶体中， Cs+、Cl-比例为_，化学式为CsCl 。为什么同是AB型离子晶体， CsCl与NaCl的晶体结构和配位数不一样？请从两者的组成中试寻找形成差异的原因。r+/ r-配位数 0.225-0.41440.414-0.73260.732-1.0084决定离子晶体结构因素：（1）几何因素：晶体中正负离子的半径比 左表中是AB型离子晶体的几何因素与配位数的关系 前面两例中每种晶体的阴、阳离子所带的电荷数相同，阴、阳离子个数相同，配位数也相同。如果离子晶体中阴、阳离子的电荷数不相同，阴、阳离子个数不相同，各离子的配位数是否也不相同？下面请看CaF2晶体结构回答问题：请根据图中晶胞结构计算：每个Ca 2 +周围最邻近的F-有_个，表明Ca 2 +的配位数为_。每个F-周围最邻近的Ca 2 +有_个，表明F-的配位数是_。由此可见，在CaF2晶体中，Ca 2 +和F-个数比为_,刚好与Ca 2 +和F-的电荷数之比_。整个晶体的结构与前面两例的结构完全不相同。因此可以得出晶体中阴、阳离子电荷比也是决定离子晶体结构的重要因素，称为电荷因素。（2）电荷因素：晶体中阴、阳离子电荷比此外，决定离子晶体结构的因素还有离子键的纯粹程度，称为键性因素。对此高中不作详细学习。（3）键性因素：离子键的纯粹程度小结：本节课主要学习离子晶体的基本性质与结构。通过本节学习可以知道为什么离子晶体种类繁多且结构多样。同时由于离子晶体中阴、阳离子的结合方式使得整个晶体是一个“巨分子”，不存在单个分子。 CsCl、NaCl、 CaF2表示的只是晶体中阴、阳离子个数比的化学式，不表示分子组成的分子式。到此，你能根据离子晶体的特点，找出化合物中哪些种类的晶体属于离子晶体吗？二、晶格能1定义：气态离子形成1mol离子晶体释放的能量。如：1mol气态钠离子和1mol气态氯离子结合生成1mol氯化钠晶体释放的能量为氯化钠晶体的晶格能。 Na+ (g) + Cl- (g) = NaCl (s) ; H 2对晶体构型相同的离子化合物，离子电荷数越多，核间距越小，晶格能越大3晶格能越大，离子键越强，晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。晶格能是离子晶体中离子间结合力大小的一个量度。晶格能越大，表示离子晶体越稳定，破坏其晶体耗能越多。我们知道离子晶体间存在着离子间的静电引力，因此，晶格能本质上是离子间静电引力大小的量度。 离子化合物的晶格能一般都比较大，这是由于离子间有强烈的静电引力之故。较大的晶格能意味着离子间结合紧密，这样的离子化合物其熔点和硬度必定很高。事实上，高熔点、高硬度就是