第2课时 离子晶体 课件

第2课时离子晶体学习目标1.理解离子晶体的概念，构成及物理性质。2.能用离子键的有关理论解释离子晶体的物理性质。3.了解几种常见的离子晶体的晶胞结构。4.了解晶格能的概念及意义。

课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案探究整合应用第2课时课前自主学案自主学习一、离子晶体及结构类型1．概念：离子晶体是___________通过________结合，在空间呈现有规律的排列所形成的晶体。例如：氯化钠、氯化铯、氧化镁等晶体都属于________晶体。2．常见AB型离子化合物的晶体类型阴、阳离子离子键离子晶体类型NaCl型CsCl型ZnS型晶胞晶体类型NaCl型CsCl型ZnS型配位数684实例Li、___、___、Rb的卤化物，AgF、MgO等______、______、NH4Cl等____、_____等NaKCsBrCsIBeOBeS1．为什么同样是AB型离子化合物其晶体结构存在着较大的差异？【提示】影响晶体结构的因素很多，主要的一点是阴、阳离子半径比，r＋/r－越大，配位数越大。思考感悟二、晶格能气化越强越多三、离子晶体的特性1．纯净的离子晶体都有各自固定的_____，其熔点的高低与________________有关。2．离子晶体的结构决定着离子晶体具有一系列特性：(1)熔点、沸点较___，而且随着____________的增加，_________的缩短，晶格能增大，熔点升高。(2)一般___溶于水，而难溶于_________溶剂。(3)固态时不导电，______状态或在_________中能导电。熔点离子键强弱高离子电荷数离子间距易非极性熔融水溶液2．离子晶体在固态时不导电，而熔融状态或在水溶液中能导电的原因是什么？【提示】离子晶体中，离子键较强，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、阳离子获得足够能量，克服了离子间的相互作用，形成了自由移动的离子，在外界电场作用下，离子定向移动而导电。离子化合物溶于水时，阴、阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子(或水合离子)，在外界电场作用下，阴、阳离子定向移动而导电。思考感悟自主体验1．下列性质中，可以较充分地说明某晶体是离子晶体的是(

)A．具有较高的熔点B．固态不导电，水溶液能导电C．可溶于水D．固态不导电，熔融状态能导电解析：选D。A选项，原子晶体熔点也较高；B选项，有些分子晶体如HCl的水溶液也能导电；C选项，有些分子晶体也溶于水；离子晶体固态不导电，在熔融时可导电。2．有关晶格能的叙述正确的是(

)A．晶格能是气态原子形成1摩尔离子晶体释放的能量B．晶格能通常取正值，但是有时也取负值C．晶格能越大，形成的离子晶体越稳定D．晶格能越大，物质的硬度反而越小解析：选C。晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体时所释放的能量，晶格能取正值，且晶格能越大，晶体越稳定，熔沸点越高，硬度越大。课堂互动讲练要点一常见AB型离子晶体1．NaCl型NaCl晶体构型如图甲所示，每个Na＋同时吸引6个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，即它们的配位数都为6，故晶体中Na＋与Cl－的个数比为1∶1。每个Na＋周围与它最近等距的Na＋有12个(三个互相垂直的平面上各4个)。在这种构型中阴离子(Cl－)以面心立方密堆积方式排列，阳离子(Na＋)填充在阴离子形成的八面体空隙中。属于NaCl构型的有：Li、Na、K、Rb的卤化物、AgF、MgO等。在氯化钠晶胞中，Cl－处于晶胞的顶点和面心，Na＋处于晶胞的体心和棱心，反之也可。3．立方ZnS型ZnS有两种构型，一种是六方ZnS(也叫纤锌矿构型)，另一种是立方ZnS型(也叫闪锌矿构型)。后一构型中，阴离子按面心立方密堆积方式排列，阳离子均匀地填充在部分空隙之中。这样，它们的配位数为4。立方ZnS构型如图，属于立方ZnS构型的有BeO以及Zn，Cd，Hg与S，Se，Te间形成的晶体等。铜单质及其化合物在很多领域有重要用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用做杀菌剂。例1(1)Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu2＋的核外电子排布式为____________________。(2)右图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为________。(3)Cu2O的熔点比Cu2S的________(填“高”或“低”)，请解释原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】

(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9

(2)4(3)高Cu2O与Cu2S相比，阳离子相同、阴离子所带电荷也相同，但O2－的半径比S2－的小，所以Cu2O的晶格能更大，熔点更高【规律方法】有关“晶体结构分析”的题目在高考中出现的几率是100%，主要考查点有：(1)根据晶体结构确定物质的化学式；(2)根据晶体结构确定晶胞中微粒的相对位置关系；(3)根据晶体结构确定晶体的组成、微粒的个数比等。考查方式较灵活，可以以选择题呈现，也可以在综合题中设问。解答此类题目的关键是熟练掌握各种晶体的结构特点，然后再结合题给信息综合分析判断。变式训练1已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如右图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的是(

)A．ZXY3

B．ZX2Y6C．ZX4Y8D．ZX8Y12要点二离子晶体结构与性质的关系1．离子晶体结构离子晶体以较强的离子键相结合，采取密堆积的形式。根据阴、阳离子半径大小和数量比的不同取其所可能的密堆积方式，以一定的配位数比相互配置。阴离子半径一般比阳离子大，因此阴离子在占据空间方面起着主导作用，在简单的AB型离子晶体中，阴离子只有一种，可以认为阴离子按一定方式堆积而阳离子填充在其间的空隙中。2．物理性质与结构关系(1)离子晶体具有较高的熔、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。NaCl、CsCl的熔点分别是801℃、645℃；沸点分别是1413℃、1290℃。而共价化合物H2O的熔点为0℃、沸点为100℃，这就低得多了。一般说来，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，如Al2O3>MgO；NaCl>CsCl等。(2)离子晶体硬而脆。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，易导致晶体破碎。(3)离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，即晶体中无自由移动离子，因此，离子晶体不导电。当升高温度时，阴、阳离子获得足够能量克服了离子间相互作用，成了自由移动的离子，在外界电场作用下，离子定向移动而导电。离子化合物溶于水时，阴、阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子(或水合离子)，在外界电场作用下，阴、阳离子定向移动而导电。难溶于水的强电解质如BaSO4、CaCO3等溶于水，由于浓度极小，故导电性极差。通常情况下，我们说它们的水溶液不导电。(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。当把离子晶体放在水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引，使晶体的离子克服离子间的作用而离开晶体，变成在水中自由移动的离子。特别提醒：(1)运用离子键的强弱即晶格能的大小，可以解决离子熔点高低问题。一般同种类型，晶格能越大，离子键越强，熔点越高。(2)离子晶体除含有离子键外，还可能有共价键，如Na2O2、NaOH、NH4Cl晶体。NaF、NaI和MgO均为离子晶体，有关数据如下表：例2物质①NaF②NaI③MgO离子电荷数112键长(10－10m)2.313.182.10试判断，这三种化合物熔点由高到低的顺序是(

)A．①＞②＞③B．③＞①＞②C．③＞②＞①D．②＞①＞③【思路点拨】

【解析】本题考查离子晶体熔点高低的判断方法。离子晶体的熔点与晶格能有关。晶格能越大，晶体的熔点就越高。晶格能与离子所带电荷的乘积成正比，与阴、阳离子间的距离成反比。在上述三种晶体中，MgO的键长最短，离子电荷又高，故其晶格能最大，熔点最高；NaF的键长小于NaI，故NaF的晶格能大于NaI，熔点高于NaI。【答案】

B【规律方法】晶格能与离子晶体性质的关系因为晶格能的大小标志着离子晶体裂解成气态阴、阳离子的难易程度，反映着离子晶体中离子键的强度，故它与离子晶体的性质有着密切联系。对于相同类型的离子晶体：晶格能越大，离子键越强，熔、沸点越高。变式训练2氧化钙在2973K时熔化，而氯化钠在1074K时熔化，两者的离子间距离和晶体结构类似，有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是(

)A．氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多B．氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大C．氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同D．在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定解析：选C。氧化钙和氯化钠都属于离子晶体，熔点的高低可根据晶格能的大小判断。晶格能的大小与离子所带电荷多少、离子间距离、晶体结构类型等因素有关。氧化钙和氯化钠的离子间距离和晶体结构都类似，所以晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定。探究整合应用已知A、B、C、D和E都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族。B和C属于同一主族，D和E属同一周期，又知E是周期表中1～18列中的第7列元素。D的原子序数比E小5，D跟B可形成离子化合物，其晶胞结构如右上图。请回答：(1)A元素的名称是________。(2)B的元素符号是________，C的元素符号是________________________________________________________________________，B与A形成的化合物比C与A形成的化合物沸点高，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)E属元素周期表中第________周期，第________族的元素，其元素名称是________，它的＋2价离子的电子排布式为________。(4)从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为________；该离子化合物晶体的密度为ag·cm－3，则晶胞的体积是________(只要求列