化学选修3第三章第四节离子晶体

1、2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣1第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质第四节第四节 离子晶体离子晶体选修选修3 3 物质结构与性质物质结构与性质2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣2 【学习目标学习目标】1知识与技能：知识与技能：了解离子晶体的结构模型及其性质的了解离子晶体的结构模型及其性质的一般特点。了解离子晶体配位数及其影响因素。一般特点。了解离子晶体配位数及其影响因素。 2过程与方法：过程与方法：比较离子晶体与分子晶体、原子晶体、比较离子晶体与分子晶体、原子晶体、金属晶体在晶体结构上的区别和性质上的差异，从晶体结金属晶体在晶体结构上的区别和性质上的差异，从晶

2、体结构的微观角度去解释物质的物理性质构的微观角度去解释物质的物理性质 3情感态度与价值观：情感态度与价值观：学会知识的运用，培养学以学会知识的运用，培养学以致用的能力致用的能力 【学习重点学习重点】理解离子晶体的结构模型及其性质的一般特点。理解离子晶体的结构模型及其性质的一般特点。【学习难点学习难点】了解离子晶体配位数及其影响因素。了解离子晶体配位数及其影响因素。离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣32Na + Cl2 = 2NaCl +11+17+17+11Na+ Cl- -NaClCl-Na+离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣4一、离子

3、晶体一、离子晶体1 1、定义：、定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合而由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。成的晶体。2 2、成键粒子：、成键粒子：阴、阳离子阴、阳离子3 3、相互作用力：、相互作用力：离子键离子键4、常见的离子晶体：、常见的离子晶体： 强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣5判断正误：判断正误：1、离子晶体一定是离子化合物。、离子晶体一定是离子化合物。2、含有离子的晶体一定是离子晶体。、含有离子的晶体一定是离子晶体。3、离子晶体中只含离子键。、离子晶体中只含离子键。4、离子晶体

4、中一定含金属阳离子。、离子晶体中一定含金属阳离子。5、由金属元素与非金属元素组成的晶体一定、由金属元素与非金属元素组成的晶体一定是离子晶体。是离子晶体。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.。离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣6乙乙 有有 对称轴；有与边垂直的对称对称轴；有与边垂直的对称面面 黄色的面；有对称中心黄色的面；有对称中心 对称性与晶体相同。对称性与晶体相同。甲甲乙乙甲甲 没有与边垂直的对称面；没有对称没有与边垂直的对称面；没有对称中心中心 对称性不能代表

5、晶体。对称性不能代表晶体。乙为乙为NaClNaCl的晶胞的晶胞晶胞代表整个晶体，晶胞代表整个晶体， 无数个晶胞堆积起来，则得到晶体无数个晶胞堆积起来，则得到晶体离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣7Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+可见：可见：在在NaClNaCl晶晶体中，钠离子、体

6、中，钠离子、氯离子按一定的氯离子按一定的规律在空间排列规律在空间排列成立方体。成立方体。5、晶胞类型：晶胞类型：（1）氯化钠型晶胞）氯化钠型晶胞离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣8A、钠离子和氯离子的位置：、钠离子和氯离子的位置：钠离子和氯离子位于立方体的顶角上，并交错排列。钠离子和氯离子位于立方体的顶角上，并交错排列。钠离子：体心和棱中点；氯离子：面心和顶点，或者钠离子：体心和棱中点；氯离子：面心和顶点，或者反之。反之。5、晶胞类型：晶胞类型：（1）氯化钠型晶胞）氯化钠型晶胞离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣9（3）与）与Na+等距离且

7、最近的等距离且最近的Na+ 、Cl- 各有几个？各有几个？ 计算方法：均摊法计算方法：均摊法 顶点占顶点占1/8；棱占；棱占1/4；面心占；面心占1/2；体心占；体心占1 B、每个晶胞含钠离子、氯离子的个数、每个晶胞含钠离子、氯离子的个数与与Na+等距离且最近的等距离且最近的Na+ 有：有：12个个与与Na+等距离且最近的等距离且最近的Cl- 有：有：6个个离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣10-Cl- Na+NaClNaCl的晶体结构模型的晶体结构模型离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣11NaClNaCl晶体中阴、阳离子配位数晶体中阴、

8、阳离子配位数离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣12在氯化钠晶体中，假若钠离子与周围最近在氯化钠晶体中，假若钠离子与周围最近的氯离子的距离为的氯离子的距离为a，每个钠离子周围最近，每个钠离子周围最近且等距离的氯离子有且等距离的氯离子有6个，那么钠离子有个，那么钠离子有_个个,钠钠离子之间的距离为离子之间的距离为_ 。 12122aaab离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣13（2）氯化铯型晶胞）氯化铯型晶胞离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣14-Cs+-Cl-CsClCsCl的晶体结构及晶胞构示意图的晶体结构及晶胞

9、构示意图离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣15CsCl晶胞晶胞（1）铯离子和氯离子的位置：）铯离子和氯离子的位置：铯离子：体心铯离子：体心氯离子：顶点；或者反之。氯离子：顶点；或者反之。（2）每个晶胞含铯离子、氯）每个晶胞含铯离子、氯离子的个数离子的个数铯铯离子：离子：1个个 ；氯离子：；氯离子：1个个（3）与铯离子等距离且最近）与铯离子等距离且最近的铯离子、氯离子各有几个？的铯离子、氯离子各有几个？铯铯离子：离子：6个个 ；氯离子：；氯离子：8个个离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣16离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中

10、学 桂耀荣17(3)CaF(3)CaF2 2型晶胞型晶胞Ca2+的配位数：的配位数：8F- -的配位数：的配位数：4一个一个CaFCaF2 2晶胞中含：晶胞中含： 4 4个个CaCa2+2+和和8 8个个F F- -离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣18(4)ZnS(4)ZnS型晶胞型晶胞阳离子的配位数：阳离子的配位数：4阴离子的配位数：阴离子的配位数：4一个一个ZnS晶胞中含：晶胞中含：4 4个阳离子和个阳离子和4 4个阴离子个阴离子离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣19科学探究：科学探究：找出找出CsClCsCl、NaClNaCl两种

11、离子晶体中阳离子和阴离子的配两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等？位数，它们是否相等？离子晶体离子晶体阴离子的配位数阴离子的配位数阳离子的配位数阳离子的配位数NaClNaClCsClCsCl6688离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣20科学探究：科学探究：你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数？根据表数？根据表3 35 5、表、表3 36 6分析影响离子晶体中分析影响离子晶体中离子配位数的因素。离子配位数的因素。配位数配位数4 46 68 8半径比半径比0.20.2 0.40.40.40.4 0.70.7

12、0.70.7 1.01.0空间构型空间构型ZnSZnSNaClNaClCsClCsCl离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣21决定离子晶体结构的因素决定离子晶体结构的因素几何因素几何因素晶体中正负离子的半径比晶体中正负离子的半径比电荷因素电荷因素晶体中正负离子的电荷比晶体中正负离子的电荷比键性因素键性因素离子键的纯粹因素离子键的纯粹因素离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣22（2）离子晶体硬而脆。）离子晶体硬而脆。（3）离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电）离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电（4）大多数离子晶体易溶于极性溶剂（）大多数离子晶

13、体易溶于极性溶剂（H2O),难溶于非难溶于非极性溶剂（如汽油，苯，极性溶剂（如汽油，苯，CCl4)6、离子晶体的物理性质、离子晶体的物理性质（1）离子晶体具有较高的熔点，沸点，难挥发。）离子晶体具有较高的熔点，沸点，难挥发。 一般说来，阴阳离子的电荷数越大，离子半径一般说来，阴阳离子的电荷数越大，离子半径越小，则离子键越强，离子晶体的熔沸点越高。越小，则离子键越强，离子晶体的熔沸点越高。如：熔点如：熔点MgONaCl KFKClKBrKI离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣23离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体存在微粒阴阳离子原子分子金属离子、自由电子微粒间作用离子键共

14、价键范德华力金属键主要性质硬而脆，易溶于极性溶剂，熔化时能够导电，溶沸点高质地硬，不溶于大多数溶剂，导电性差，熔沸点很高硬度小，水溶液能够导电，溶沸点低金属光泽，是电和热的良导体，熔沸点高或低实例食盐晶体金刚石氨、氯化氢镁、铝各种晶体类型的比较各种晶体类型的比较离子晶体离子晶体2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣24二、晶格能二、晶格能定义：气态离子形成定义：气态离子形成1 1摩离子晶体时释放的能量。摩离子晶体时释放的能量。晶格能的大小与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比，与阴、阳离子间的距晶格能的大小与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比，与阴、阳离子间的距离成反比。离成反比。简言之简言之,

15、 ,晶格能的大小与离子带电量成正比晶格能的大小与离子带电量成正比, ,与离子半径成反比与离子半径成反比. . 晶格能越大：晶格能越大： 形成的离子晶体越稳定；（离子键越强）形成的离子晶体越稳定；（离子键越强） 熔点越高；硬度越大。熔点越高；硬度越大。rqq21晶格能晶格能晶格能2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣25某些离子晶体的晶格能某些离子晶体的晶格能F F- -ClCl- -BrBr- -I I- -LiLi+ +NaNa+ +K K+ +RbRb+ +CsCs+ +10361036923923821821785785740740853853786786715715689689

16、659659807807747747682682660660631631757757704704649649630630604604晶格能晶格能2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣26卤化钠及碱土金属离子晶体卤化钠及碱土金属离子晶体晶格能晶格能2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣27总结总结离子晶体有什么特点？离子晶体有什么特点？无单个分子存在；无单个分子存在；NaClNaCl不表示分子式。不表示分子式。熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。且随熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。且随着离子电荷的增加，核间距离的缩短，晶格能着离子电荷的增加，核间距离的缩短，晶格能增大，熔点升

17、高。增大，熔点升高。一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。固态不导电，水溶液或者熔融状态下能导电。固态不导电，水溶液或者熔融状态下能导电。哪些物质属于离子晶体？哪些物质属于离子晶体？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。晶格能晶格能2022-6-12江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣28各类型离子晶体晶胞的比较各类型离子晶体晶胞的比较晶体晶体类型类型晶胞类晶胞类型型晶胞结构示晶胞结构示意图意图配位数配位数距离最近且距离最近且相等的相反相等的相反离子离子每个晶胞每个晶胞含有离子含有离子数数实例实例NaClNaCl型型 ABABCsClCsCl型型

18、ZnSZnS型型ABAB2 2CaFCaF2 2型型NaNa+ +：6ClCl- -：6CsCs+ +：ClCl- -：8 88 8ZnZn2+2+：S S2-2-：4 44 4CaCa2+2+：F F- -： 4 48 8NaNa+ +：ClCl- -：CsCs+ +：ClCl- -：ZnZn2+2+：S S2-2-：CaCa2+2+：F F- -：NaNa+ +：ClCl- -：CsCs+ +：ClCl- -：ZnZn2+2+：S S2-2-：CaCa2+2+：F F- -：668 88 84 44 44 48 8441 11 14 44 48 84 4KBr AgCl、MgO、CaS、BaSeZnS、AgI、 BeOCsCl、CsBr、CsI、TlCl碱土金属卤化碱土金属卤化物、碱金属氧物、碱金属氧化物。化物。晶格