人教版化学选修3第三章第四节《离子晶体》课件(共19张PPT)

1、一、离子晶体一、离子晶体1、概念：、概念：阳离子和阴离子间通过离子键结合而成的晶体阳离子和阴离子间通过离子键结合而成的晶体2、微粒：、微粒：阳离子和阴离子阳离子和阴离子3、特点：、特点：无单个分子存在。无单个分子存在。熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。水溶液或者熔融状态下能导电。水溶液或者熔融状态下能导电。4、物质：、物质：强碱、部分金属氧化物、部分盐类。强碱、部分金属氧化物、部分盐类。5、常见离子晶体介绍：、常见离子晶体介绍： 在离子晶体中每个阳（或阴）离子所接触的在离子晶体中每个阳（或阴）离子所接触的阴（或阳）离子总数，称为阳（或阴）离子的阴（或阳）离

2、子总数，称为阳（或阴）离子的配位数。配位数。阴阳离子配位数（阴阳离子配位数（C.N.）（1）NaCl晶体晶体Na+ Cl-半径比规则当配位数为6，正负离子完全紧靠时(ac)2(ab)2 + (bc)2(4r-)22(2r+2r-)22 r-r+r- 2 10.414r+r-当0.414时，正负离子接触，负离子分离。这种构型应当稳定，但当增大到0.732时，正离子就可以与八个负离子接触，形成更稳定的八配体结构。bacc（2）CsCl晶体晶体（3）CaF2晶体晶体(4)立方立方ZnS综合综合计算计算 例：例：（9999年全国高考题）中学教材图示了氯化钠的年全国高考题）中学教材图示了氯化钠的 晶体结

3、构，它向三维空间伸得到完美的晶体。晶体结构，它向三维空间伸得到完美的晶体。NiONiO（氧化镍）晶体的结构与氯化钠相同，（氧化镍）晶体的结构与氯化钠相同，NiNi2+2+与最近距与最近距离的离的O O2-2-为为a a 10 10-8-8cmcm，计算晶体，计算晶体的密度。的密度。(NiO(NiO的摩的摩尔质量为尔质量为74.7g/mol)74.7g/mol)38)10(27 .74cmaNgANi2+O2-我们可以选取最小的单元，我们可以选取最小的单元，这个单元中这个单元中Ni2+和和O2-的的其体积为（其体积为（a10-8cm）3，个数均为个数均为41/8=1/2，则则1mol氧化镍晶体其

4、体积应为氧化镍晶体其体积应为2NA（a10-8cm）3，质量为质量为74.7g，故氧化镍晶体的密度为故氧化镍晶体的密度为一个离子周围异电性离子的个数受离子半径比一个离子周围异电性离子的个数受离子半径比等因素制约，离子半径越大，周围可容纳的异电性等因素制约，离子半径越大，周围可容纳的异电性离子就越多。在理论上，只有当正负离子半径比处离子就越多。在理论上，只有当正负离子半径比处在一定范围内，才能在离子晶体中呈现某种稳定的在一定范围内，才能在离子晶体中呈现某种稳定的配位多面体。配位多面体。离子晶体中的稳定配位多面体的离子晶体中的稳定配位多面体的理论理论半径比半径比配位多面体配位多面体配位数配位数半径

5、比半径比(r+/r)范围范围平面三角形平面三角形30.155-0.225四面体四面体40.225-0.414八面体八面体60.414-0.732立方体立方体80.732-1.000立方八面体立方八面体121.000晶体类型晶体类型 离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体 组成晶体组成晶体 的微粒的微粒 组成晶体微粒组成晶体微粒间的相互作用间的相互作用 典型实例典型实例晶晶体体的的物物理理特特性性熔点熔点沸点沸点硬度硬度导电性导电性导热性导热性机械加机械加工性能工性能阴阳离子阴阳离子分分 子子原原 子子金属离子和金属离子和自由电子自由电子离子键离子键范德瓦耳斯力范德瓦耳

6、斯力（有的有氢键）（有的有氢键） 共价键共价键NaCl、CsCl金刚石、金刚石、二氧化硅二氧化硅干冰、冰干冰、冰较较 高高低低高高硬度较大硬度较大硬度较小硬度较小硬度大硬度大固态不导电，固态不导电，熔融状态或水熔融状态或水溶液中导电溶液中导电固态和熔融状固态和熔融状态下不导电态下不导电一般导电性差一般导电性差 (有的导电有的导电) 不不 良良不不 良良不不 良良金属键金属键金、银、金、银、铜、铁铜、铁相差幅度大相差幅度大好好好好不不 良良不不 良良不不 良良较较 好好相差幅度大相差幅度大离子晶体中离子间的化学作用力并不限于一对离子晶体中离子间的化学作用力并不限于一对正、负离子之间，而是遍及所有

7、离子之间。正、负离子之间，而是遍及所有离子之间。如如:氯化钠晶体，设钠离子与氯离子的最短核氯化钠晶体，设钠离子与氯离子的最短核间距为间距为d，以，以1个钠离子为中心个钠离子为中心,它与周围相离它与周围相离d的的6个氯离子相互吸引，与相离个氯离子相互吸引，与相离2d的的12个钠离子相互个钠离子相互排斥，又与相距排斥，又与相距3d的的8个氯离子相互吸引，个氯离子相互吸引，整个离子晶体中离子之间的静电作用力是所有这整个离子晶体中离子之间的静电作用力是所有这些离子的静电吸引力和排斥力的总和些离子的静电吸引力和排斥力的总和，由此形成，由此形成晶格能。晶格能。晶格能 晶格能晶格能( (U U) )是指将是

8、指将1 1摩离子晶体里摩离子晶体里的正负离子（克服晶体中的静电引力）的正负离子（克服晶体中的静电引力）完全气化而远离所需要吸收的能量完全气化而远离所需要吸收的能量（数符为数符为+）。）。例如：例如： NaCl(s)Na+(g)+Cl(g) U=786kJmol1某些离子晶体的晶格能以及晶体中的离子某些离子晶体的晶格能以及晶体中的离子电荷、核间距、晶体的熔点、硬度电荷、核间距、晶体的熔点、硬度AB型型离子晶体离子晶体最短核间最短核间距距ro/pm晶格能晶格能U/kJmol1熔点熔点m.p./oC摩氏摩氏硬度硬度NaF2319239933.2NaCl2827868012.5NaBr2987477472.5NaI3237046612.5MgO210379128526.5CaO240340126144.5SrO257322324303.5BaO256305419183.3晶格能越大，表明离子晶体中的离子键越稳定晶格能越大，表明离子晶体中的离子键越稳定。一般而言，一般而言，晶格能越高，离子晶体的熔点越高、晶格能越高，离子晶体的熔点越高、硬度越大硬度越大。晶格能大小还影响着离子晶体在水中。晶格能大小还影响着离子晶体在水中的溶解度、溶解热等性质。的溶解度、溶解热等