3.3.2《离子晶体》课件高二化学人教版选择性必修2

离子晶体温故知新1.NaCl晶体是典型的离子化合物，其中存在哪些微粒？试写出NaCl的电子式。2.上述离子是通过怎样的相互作用结合成晶体的呢？离子键带相反电荷离子之间的相互作用3.形成离子键的必要条件是什么？从元素组成看从电负性差值看活泼金属和活泼非金属电负性差值＞1.7温故知新4.离子键具有方向性吗？离子键的本质是静电作用，既没有方向性，又不具有饱和性推测离子晶体的堆积方式与哪一类晶体相似？离子键没有方向性和饱和性，所以，离子在晶体中一般尽可能采取紧密堆积的方式。堆积模型中往往通过等径圆球来处理和描述。一、离子晶体的堆积1.离子晶体定义：阳离子和阴离子在空间呈现周期性重复排列所形成的晶体r+r－一般情况下，阴离子半径比阳离子半径大得多离子半径有确定的含义吗？引力、斥力达到平衡状态核间距d=r++r－从d划分离子半径很复杂！x射线衍射法测定离子晶体中阳离子半径与阴离子半径相等吗？两者之间有何关系？看作两套等径球进行堆积2.堆积模型案例分析：NaCl晶胞ClNaClCsCsCl晶胞1.两个晶胞中阴阳离子配位数是多少？是否相等？2.离子晶体中阴阳离子的配位数与什么因素有关？案例分析：NaCl晶胞CsCl晶胞ClCs离子晶体阴离子配位数阳离子配位数NaClCsCl离子Na+Cs+Cl－离子半径/pm951691816688小结：离子的配位数与阳离子、阴离子的半径之比有关。深度思考:离子晶体中阳离子与阴离子如何堆积的？观点1观点2阴离子搭框架，阳离子填空隙。阳离子搭框架，阴离子填空隙。你赞成哪种观点？请说明理由。理由1阴离子半径大得多搭框架，阳离子半径小好填空，这样更能够充分利用空间。阴离子之间的排斥力比阳离子之间的排斥力弱，因此，阴离子之间距离可以靠得比较近，所以阴离子作为框架，阳离子填空更合适。理由2深度思考:根据离子晶体中离子的堆积方式，能够运用数学方法计算阳、阴离子半径比与配位数之间的关系吗？1.四配位的离子晶体此立方体是离子晶体的晶胞模型吗？其仅仅为一个晶胞的1/8阳、阴离子最小半径比计算过程：设立方体的边长为a体对角线=2(r++r－)=面对角线=2r－=一个阳离子作为内接球填充四个阴离子形成相切正四面体=0.2251.四配位的离子晶体——ZnSS2－Zn2－四个Zn2+位于1/8个小立方体的体心四个Zn2+位于大立方体的体对角线与Zn2+等距最近的S2-有四个（配位数4）与S2-等距最近的Zn2+有四个（配位数4）若阴离子体积不变，阳离子体积增大呢？（阳离子与阴离子仍相切，配位数仍然是4）若阳离子半径继续增大呢？四个阴离子被胀开，没有相切，更稳定。配位数增大2.六配位的离子晶体阳、阴离子最小半径比计算过程：设正方形的边长为aa=2r－=0.414阴离子相切围成最小正八面体=2(r++r－)阳离子位于阴离子形成的正八面体空隙2.六配位的离子晶体——NaClCl－Na+与Na+等距最近的Cl－有六个（配位数6）与Cl－等距最近的Na+有六个（配位数6）若阴离子体积不变，阳离子体积增大呢？（阳离子与阴离子仍相切，配位数仍然是6）若阳离子半径继续增大呢？四个阴离子被胀开，没有相切，更稳定。配位数增大3.八配位的离子晶体阳离子位于阴离子形成的立方体空隙阳、阴离子最小半径比计算过程：设立方体的边长为a体对角线=2(r++r－)=边长a=2r－=0.732阴离子相切围成最小立方体3.八配位的离子晶体——CsCl与Cs+等距最近的Cl－有8个（配位数8）与Cl－等距最近的Cs+有8个（配位数8）ClCsr+/r-配位数典型代表≥0.2254ZnS≥0.4146NaCl≥0.7328CsCl阴阳离子的半径之比会影响离子晶体的结构小结思考：离子晶体中，阴、阳离子的配位数一定相等吗？Ca2+的配位数是多少？配位数是8（8个等距最近的F－）F-的配位数是多少？配位数是4（4个等距最近的Ca2+）离子晶体的结构还与什么因素有关？与阳、阴离子的电荷比有关小结：离子晶体的结构与阳、阴离子的半径比（几何因素），电荷比（电荷因素）、

离子键的纯粹程度（键性因素）均有关系。二、离子晶体的物理性质思考：离子晶体的物理性质有何特点？熔点较高，硬度较大，但比较脆，延展性较差，难导电延展性差的理论分析-+-+-++-+-+--+-+-++-+-+-受到外力作用时-+-+-++-+-+--+-+-++-+-+-同种电荷离子相切排斥力大，无延展性1.物理性质难导电的理论分析处于晶体状态下，离子被限制了移动，因此很难导电。熔点高，硬度大的理由分析离子晶体熔化会破坏什么作用？离子键离子键的强弱通过什么来衡量？NaCl（g）===Na（g）+Cl（g）1mol气态NaCl解离成气态Na原子和Cl原子时所吸收的能量是离子键的键能用来度量晶体合适吗？2.晶格能理论分析离子晶体是一个“巨分子”，力的作用是晶体内的整个结合力晶格能定义：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值。或指拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子所吸收的能量。Na+(g)+Cl－(g)===NaCl(s)或NaCl(s)

===Na+(g)+Cl－(g)理论分析用晶格能来描述离子晶体中的作用力强度更合适影响晶格能大小的因素是什么？影响晶格能大小的因素离子晶体离子电荷数晶格能（kJ·mol－1）熔点/℃摩氏硬度NaF19239933.2NaCl17868012.5NaBr1747747＜2.5NaI1704661＜2.5根据表中数据，你能得出什么结论？离子电荷数一定时，离子半径越大，晶格能越小。晶格能越大，离子晶体的熔点越高，硬度越大。碳酸盐MgCO3CaCO3SrCO3BaCO3热分解温度/℃40290011721360阳离子半径/pm6699112135为什么随着阳离子半径的增大，晶体的热分解温度升高？理论分析M2+CO32-CO2MO+阳离子的半径越小，与O2形成的晶格能越大，碳酸盐更容易分解产生CO2，所以碳酸盐的热分解温度随着阳离子的半径增大而增大。1.NaCl中存在分子吗？离子晶体中不存在分子，58.5是NaCl的式量，不是相对分子质量。2.比较晶体熔沸点的思路是什么？确定晶体类型分子晶体共价晶体金属晶体离子晶体比较的是分子间作用力。存在分子间氢键的比不存在的大。均无分子间氢键，比较范德华力（结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大）比较共价键强度。一般来说，原子半径越小，键长越短，键能越大。比较晶格能大小。一般来说，离子半径越小，所带电荷越多，金属键越强。比较金属键强度。一般来说，金属阳离子电荷多，半径小，金属键越强。阴阳离子离子键典型结构堆积方式物理性质离子晶体熔点较高、硬度较大、但比较脆，延展性较差、难导电。阴阳离子、离子键进行解释离子键无方向性、饱和性，一般尽量采取密堆积的方式。离子晶体结构与阳、阴离子的半径比（几何因素），电荷比（电荷因素）、离子键的纯粹程度（键性因素）均有关系。ZnS（配位数4）、NaCl（配位数6）、CsCl（配位数8）、CaF2（F-在体心，Ca2+在面心和顶点）1.下列物质中属于含有中心分子的离子晶体的是（

）A.CaCO3 B.Na2O2

C.(NH4)2SO4 D.Cu(NH3)4SO4·H2OD2.下列物质的晶体一定属于离子晶体的是（

）A.在水中能电离出离子的物质B.在水中能电离出SO42-的化合物C.在水中能电离出Na＋的化合物D.熔化时化学键无变化的化合物C3.下列有关离子晶体的叙述中，不正确的是（

）A.1mol氯化钠晶体中有NA个NaCl分子B.氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有6个C.醋酸钠属于离子晶体，含非极性键D.平均每个NaCl晶胞中有4个Na＋、4个Cl－A4.根据CsCl的晶胞结构分析，CsCl晶体中