化学选修三34离子晶体

1、实例实例 构成微粒构成微粒微粒间作用力微粒间作用力晶体类型晶体类型干冰，干冰，C60金刚石，金刚石，晶体硅晶体硅 K，MgNaCl 分子晶体分子晶体金属晶体金属晶体原子晶体原子晶体分子分子阴阳离子阴阳离子金属阳离子金属阳离子和自由电子和自由电子原子原子分子间分子间作用力作用力共价键共价键金属键金属键离子键离子键第三章第四节第三章第四节 离子晶体离子晶体请用电子式表示请用电子式表示NaCl的形成过程：的形成过程：【知识回顾知识回顾】离子键离子键：使阴、阳离子阴、阳离子结合成化合物化合物的静电作用静电作用221rQQKF 判断下面有关离子化合物的说法是否正确判断下面有关离子化合物的说法是否正确:

2、离子化合物一定存在离子键；离子化合物一定存在离子键； 含有共价键的化合物一定不是离子化合物；含有共价键的化合物一定不是离子化合物； 离子化合物一定含有金属元素；离子化合物一定含有金属元素； 含金属的化合物一定是离子化合物。含金属的化合物一定是离子化合物。一一. 离子晶体离子晶体1.定义定义： 强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。2.常见的离子晶体：常见的离子晶体：阴、阳离子阴、阳离子通过离子键离子键结合成的晶体构成粒子粒子间作用力离子晶体三态变化要破坏什么作用力？离子晶体三态变化要破坏什么作用力？3.物理性质特点物理性质特点熔沸点较高、硬度较大，难压缩；熔沸点较高、硬度较大，难压缩；离子晶体能

3、否导电？为什么？离子晶体能否导电？为什么？ 在哪些状态下能够导电呢？在哪些状态下能够导电呢？晶体不导电，熔融及水溶液能导电晶体不导电，熔融及水溶液能导电水中溶解度差异大，难溶于非极性溶剂水中溶解度差异大，难溶于非极性溶剂【思考与交流思考与交流】说明：离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的说明：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。离子晶体里只含离个数比，而不是表示分子的组成。离子晶体里只含离子，不含分子。子，不含分子。下列性质适合于离子晶体的是下列性质适合于离子晶体的是 ()。熔点熔点1 070 ，易溶于水，水溶液能导电，易溶于水，水溶液能导电熔点熔点10.3

4、1 ，液态不导电，水溶液能导电，液态不导电，水溶液能导电能溶于能溶于CS2，熔点，熔点112.8 ，沸点，沸点444.6 熔点熔点97.81 ，质软，导电，密度，质软，导电，密度0.97 gcm3熔点熔点218 ，难溶于水，难溶于水熔点熔点3 900 ，硬度很大，不导电，硬度很大，不导电难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电 A B C D【思考与交流思考与交流】A4.认识几种典型的离子晶体认识几种典型的离子晶体(1)NaCl晶体晶体每个晶胞中每个晶胞中Na+与与Cl-的数

5、目是多少？的数目是多少？Na+：121/4+1=4Cl-：81/8+61/2=4配位数：配位数：离子晶体中，一个离子周围最邻近的离子晶体中，一个离子周围最邻近的异电性异电性离子的离子的 数目。缩写为数目。缩写为C. N.。与某个与某个Na+最近且等最近且等距离的距离的Cl-数是多少？数是多少？(即配位数即配位数)正八面体正八面体Cl-的的配位数配位数是多少？是多少？6正八面体正八面体与某个与某个Cl- -最近且等最近且等距离的距离的Cl-数是多少？数是多少？12 与某个与某个Na+最近且等距最近且等距离的离的Na+数是多少？数是多少？12NaClNaCl晶体结构特征小结晶体结构特征小结（1 1

6、）每个）每个NaNa+ +周围最近且等距离的周围最近且等距离的ClCl- -有有 个，每个个，每个ClCl- -周围最近且等距离的周围最近且等距离的NaNa+ +有有 个；个；（2 2）在每个）在每个NaNa+ +周围最近且等距离的周围最近且等距离的NaNa+ +有有 个，在每个，在每个个ClCl- -周围最近等距离的周围最近等距离的ClCl- -有有 个。个。 NaNa+ +和和ClCl- -的配位的配位数分别为数分别为 、 。（3 3）一个）一个NaClNaCl晶胞中含晶胞中含 个个NaNa+ +和和 个个ClCl- -。NaClNaCl晶体中晶体中 NaClNaCl分子，分子，化学式化学

7、式NaClNaCl表示表示 。6612446无无126NaNa+ +和和ClCl- -的最简个数比的最简个数比4.认识几种典型的离子晶体认识几种典型的离子晶体(2)CsCl晶体晶体CsCl的结构示意图的结构示意图-Cs+-Cl-3.认识几种典型的离子晶体认识几种典型的离子晶体(2)CsCl晶体晶体正六面体正六面体正六面体正六面体每个每个CsCl晶胞晶胞中含有几个中含有几个Cs+和几个和几个Cl-？Cs+和和Cl-的配位的配位数分别是多少？数分别是多少？Cs+周围紧邻的周围紧邻的Cs+有多少个？有多少个？Cl-周围紧邻的周围紧邻的Cl-有多少个？有多少个？Cl-Cs+CsClCsCl晶体结构特征

8、小结晶体结构特征小结（1 1）每个）每个CsCs+ +周围最近且等距离的周围最近且等距离的ClCl- -有有 个，每个个，每个ClCl- -周围最近且等距离的周围最近且等距离的CsCs+ +有有 个；个；（2 2）在每个）在每个CsCs+ +周围最近且等距离的周围最近且等距离的CsCs+ +有有 个，在个，在每个每个ClCl- -周围最近等距离的周围最近等距离的ClCl- -有有 个。一个个。一个CsClCsCl晶胞晶胞中含中含 个个CsCs+ +和和 个个ClCl- -。 CsCs+ +和和ClCl- -的配位数分别的配位数分别为为 、 。88661188一个一个CaF2晶胞中的晶胞中的Ca

9、2+与与F-个数：个数：F-Ca+Ca2+的配位数：的配位数：F- 的配位数：的配位数：4个个Ca2+和和8个个F844.认识几种典型的离子晶体认识几种典型的离子晶体(3)CaF2晶体晶体5.5.决定离子晶体结构决定离子晶体结构( (配位数配位数) )的因素的因素NaClCsClNa+= 95Cl-= 181Cs+ =169Cl-= 181r+/r-C.N.(配位数配位数) 6 80.520.93离子半径离子半径/pm几何因素：晶体中正负离子的半径比。几何因素：晶体中正负离子的半径比。5.5.决定离子晶体结构的因素决定离子晶体结构的因素（1）几何因素：晶体中正负离子的半径比，几何因素：晶体中正

10、负离子的半径比， 比值越大，配位数越多。比值越大，配位数越多。NaClCsClCaF2正负离子电荷比正负离子电荷比正负离子个数之比正负离子个数之比正负离子配位数之比正负离子配位数之比1:11:12:11:11:11:21:11:12:1（2）电荷因素：晶体中正负离子的电荷比电荷因素：晶体中正负离子的电荷比（3）键性因素：离子键的纯粹程度（不予讨论）键性因素：离子键的纯粹程度（不予讨论）离子晶体特点：离子晶体特点：(1) (1) 较高的熔点和沸点，难挥发、难于压缩。较高的熔点和沸点，难挥发、难于压缩。 (2) (2) 硬而脆，无延展性硬而脆，无延展性(3) (3) 晶体本身不导电，但熔化或溶于水

11、后能导电晶体本身不导电，但熔化或溶于水后能导电(4) (4) 大多数离子晶体易溶于极性溶剂中，难溶于大多数离子晶体易溶于极性溶剂中，难溶于 非极性溶剂中。非极性溶剂中。6.6.晶格能晶格能（1）概念：气态离子形成）概念：气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量。摩离子晶体时释放的能量。（2）影响因素：）影响因素： 离子半径越小、晶格能越大离子半径越小、晶格能越大最能反映离子晶体稳定性的数据最能反映离子晶体稳定性的数据6.6.晶格能晶格能（1）概念：气态离子形成）概念：气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量。摩离子晶体时释放的能量。（2）影响因素：）影响因素：离子半径越小、晶格能越大离子半径越小、晶格

12、能越大离子所带电荷越多、晶格能越大离子所带电荷越多、晶格能越大【思考思考】离子所带离子所带电荷对晶格能影响电荷对晶格能影响大还是离子半径对大还是离子半径对晶格能的影响大？晶格能的影响大？电荷对晶格能影电荷对晶格能影响程度大于离子响程度大于离子半径的影响半径的影响观察下列数据，归纳出晶格能对物质性质的影响观察下列数据，归纳出晶格能对物质性质的影响晶格能越大，形成的离子晶体就越稳定，而且熔晶格能越大，形成的离子晶体就越稳定，而且熔点越高，硬度越大。点越高，硬度越大。6.6.晶格能晶格能（1）概念：气态离子形成）概念：气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量。摩离子晶体时释放的能量。（2）影响因素：）影

13、响因素：离子半径越小、晶格能越大离子半径越小、晶格能越大离子所带电荷越多、晶格能越大离子所带电荷越多、晶格能越大（3）对物质性质的影响）对物质性质的影响晶格能越大，形成的离子晶体就越稳定，而且晶格能越大，形成的离子晶体就越稳定，而且熔点越高，硬度越大。熔点越高，硬度越大。试根据你学过的知识，判断试根据你学过的知识，判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序可能是四种晶体熔点的高低顺序可能是()。AKClNaClBaOCaOBNaClKClCaOBaOCCaOBaONaClKClDCaOBaOKClNaCl晶格能越大，晶体的熔点越高。晶格能越大，晶体的熔点越高。离子晶体中阴、阳离

14、子所带电荷越多，晶格能离子晶体中阴、阳离子所带电荷越多，晶格能越大，阴、阳离子的离子半径越小，其间距越小，越大，阴、阳离子的离子半径越小，其间距越小，晶格能越大。晶格能越大。【思考与交流思考与交流】C【P79科学视野科学视野】碳酸盐中，阳离子半径越小，碳酸盐中，阳离子半径越小，结合碳酸根离子中的结合碳酸根离子中的氧离子能力越强，碳酸盐便越容易分解氧离子能力越强，碳酸盐便越容易分解 【P81科学视野科学视野】岩浆冷却时，晶格能大的盐优先岩浆晶出岩浆冷却时，晶格能大的盐优先岩浆晶出1、下面有关离子晶体的叙述中，正确的是（、下面有关离子晶体的叙述中，正确的是（ ）A.1mol氯化钠中有氯化钠中有NA

15、个个NaCl分子分子 B.氯化钠晶体中，每个氯化钠晶体中，每个Na+周围距离相等的周围距离相等的Cl-共有共有8个个C.氯化铯晶体中，每个氯化铯晶体中，每个Cs+周围紧邻周围紧邻6个个Cl- D.平均每个平均每个NaCl晶胞中有晶胞中有4个个Na+、4个个Cl- 【思考与交流思考与交流】D2、下列物物质中，可证明某晶体是离子晶体的是（、下列物物质中，可证明某晶体是离子晶体的是（ ）A.易溶于水易溶于水 B.晶体不导电，熔化时能导电晶体不导电，熔化时能导电 C.熔点较高熔点较高 D.晶体不导电，水溶液能导电晶体不导电，水溶液能导电 B3 3、下列叙述中正确的是（、下列叙述中正确的是（ ）A A含

16、有金属阳离子的晶体一定是离子晶体含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 B B金属晶体的熔、沸点一定比分子晶体的高金属晶体的熔、沸点一定比分子晶体的高C C离子晶体中一定不含非极性共价键离子晶体中一定不含非极性共价键 D D都是由非金属元素组成的晶体也有可能是离子晶体都是由非金属元素组成的晶体也有可能是离子晶体D4 4、下列叙述中正确的是（、下列叙述中正确的是（ ）A A熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体 B B固态时能导电的物质一定是金属晶体固态时能导电的物质一定是金属晶体C C水溶液能导电的晶体一定是离子晶体水溶液能导电的晶体一定是离子晶体D D固态不导电而熔融态的晶体一定是离子晶体固态不导电而熔融态的晶体一定是离子晶体D比较晶体熔点的高低比较晶体熔点的高低MgO CaO（填（填“高于高于”或或“低于低于”） ，Mg2+的配位原子所构成的立体几何构型为的配位原子所构成的立体几何构型为_，MgCO3晶格能大于晶格能大于CaCO3,为何为何MgCO3更易分解更易分解 。