《第2课时 离子晶体》参考课件

第2节

几种简单的晶体结构模型第2课时

离子晶体学习目标核心素养培养1.能用离子键的理论解释离子晶体的物理性质。宏观辨识与微观探析2.了解几种典型离子晶体的晶胞结构。证据推理与模型认知知识体系结构型式面心立方最密堆积A1体心立方密堆积A2六方最密堆积A3常见金属结构示意图配位数晶胞中微粒数1281224Mg、Zn、TiLi、Na、K、Ba、W、FeCa、Al、Cu、Ag、Au、Pd、Pt2

前面我们学习了金属晶体的结构，由于金属键没有方向性和饱和性，因此金属晶体可以看成等径圆球的堆积。常见金属晶体的结构。复习•回顾联想•质疑

那么离子晶体和金属晶体有哪些不同？晶体中微粒的空间排列、微粒的排列的影响因素和各类晶体的晶胞的特点又是怎样的呢？

离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。强碱、活泼金属的氧化物、多数的盐的固体都是离子晶体，阴阳离子的半径大小不同，离子晶体不能看成等径圆球的堆积。二、离子晶体⑴定义：是阴、阳离子在空间呈现周期性重复排列所形成的晶体。⑵构成离子晶体的微粒：阴、阳离子。⑶离子晶体中微粒间的作用力：离子键(无饱和性、方向性)。⑷常见的离子晶体：强碱、大多数盐、活泼金属氧化物。1、离子晶体的概念⑸影响离子键强弱的因素：①离子半径(阴阳离子的核间距)②离子所带电荷数

离子半径越小，离子所带电荷数越多，离子键越强、离子晶体的熔点越高。2、几种离子晶体的结构⑴NaCl晶体：①氯化钠的晶体结构Cl-按面心立方堆积方式排列，Na+离子填充在Cl-所成的空隙中。(无隙并置)(NaCl晶胞)②每个晶胞含离子的个数：③化学式为：NaClNa+：Cl-：(NaCl晶胞)④晶体中Na+

与Cl-的具体关系：每个Na+周围最近且等距离的Cl-有几个？每个Cl-周围最近且等距离的Na+呢？与一个Cl-(Na+)相邻最近且距离相等的Cl-(Na+)有多少个？6个6个12个⑤晶体中Na+

与Cl-的空间坐标(以晶胞参数(棱长)a为单位长度)：注意：坐标原点的选择，坐标轴的方向，坐标轴单位（晶胞棱长）(0,0,0)Cl-Na+

(0.5,0,0)(1,0,0.5)(0.5,0.5,1)(1,1,1)(0.5,0.5,0.5)a⑵CsCl晶体：①氯化铯的晶体结构Cl-按简单立方堆积方式排列，Cs+离子填在Cl-所成的空隙中。CsCl晶胞每个晶胞中:Cl-个数为8×1/8＝1Cs+个数为1③化学式的确定：CsCl②每个晶胞含离子的个数：(无隙并置)④晶体中Cs+

与Cl-的具体关系：每个Cs+周围最近且等距离的Cl-有几个？每个Cl-周围最近且等距离的Cs+呢？与一个Cl-相邻最近且距离相等的Cl-有多少个？

每个Cs+周围距离相等且最近的Cs+共有？8个8个6个6个⑤晶体中Cs+与Cl-的空间坐标(以晶胞参数(棱长)a为单位长度)Cl-Cs+(0,0,0)(0,1,1)(1,1,1)(1,0,0)(0.5，0.5，0.5)a⑶ZnS晶体：S2-按面心立方堆积方式排列，Zn2+离子填在S2-所成的空隙中。①ZnS的晶体结构ZnS晶胞③化学式的确定：ZnSS2-个数为8×1/8+6×1/2＝4Zn2+个数为4②每个晶胞含离子的个数：④晶体中Zn2+

与S2-的具体关系：每个Zn2+周围最近且等距离的S2-有几个？每个S2-周围最近且等距离的Zn2+呢？与一个S2-(Zn2+)相邻最近且距离相等的S2-(Zn2+)有多少个？4个4个12个⑤晶体中Zn2+

与S2-的空间坐标(以晶胞参数(棱长)a为单位长度)(0,0,0)(0.5,0.5,0)(1,1,1)(1,0,0)(0.25,0.25,0.75)

S2-Zn2+

(0.75,0.75,0.75)(0.75,0.25,0.25)aCaF2晶胞⑷CaF2晶体：Ca2+按面心立方堆积方式排列，F▬填在Ca2+所成的空隙中。①CaF2的晶体结构③化学式的确定：CaF2Ca2+个数为8×1/8+6×1/2＝4

F▬个数为8②每个晶胞含离子的个数：④晶体中Ca2+

与F▬的具体关系：每个Ca2+

周围最近且等距离的F▬有几个？每个F▬周围最近且等距离的Ca2+

呢？与一个Ca2+

)相邻最近且距离相等的Ca2+有多少个？与一个F▬相邻最近且距离相等的F▬有多少个？8个4个12个6个⑤晶体中Ca2+

与F▬的空间坐标(以晶胞参数(棱长)a为单位长度)(0,0,0)(0.5,0.5,0)(1,1,1)(0.25,0.25,0.25)(0.25,0.75,0.75)(0.75,0.75,0.25)(0.75,0.25,0.75)Ca2+

F▬a3、常见的离子晶体晶胞

晶胞中微粒数Na+、Cl-都为4Cs+、Cl-都为1Zn2+、S2-都为4F-为8,Ca2+为4阴、阳离子个数比1∶11∶11∶12∶1化学式NaClCsClZnSCaF2符合类型Li、Na、K、Rb的卤化物,AgF、MgO等CsBr、CsI、NH4Cl等BeO、BeS等BaF2、PbF2、CeO2等4、晶格能的定义及影响因素⑴晶格能：

将1mol离子晶体完全气化为气态阴、阳离子所吸收的能量。⑵意义：一般而言，晶格能越大，离子晶体越稳定，晶体的熔点越高，硬度越大。在一定程度上可以用来衡量离子键的强弱。⑶晶格能的影响因素：规律:离子半径越小,离子所带电荷越多,晶格能越大;反之,越小。除此之外,晶格能的大小还与离子晶体的结构类型有关。晶体离子间距/pm晶格能/(kJ·mol-1)熔点/℃NaCl276787801NaBr290736750NaI311686662MgO20538902800

事实上,离子晶体远比我们想象的要复杂,构成晶体的离子未必都是单原子离子,如NH4+等阳离子,以及SO42-、CH3COO-、苯甲酸根离子()等阴离子。在由这些离子构成的离子晶体中,随着离子体积的增大,阴、阳离子间的距离增大,离子之间的作用力减弱,晶体的熔点也随之降低。在许多离子化合物的晶体中,微粒之间的相互作用不再是典型的离子键,而存在氢键、范德华力等作用力。这些晶体的熔点远比NaCl等晶体低得多,有些离子构成的物质在常温下甚至以液态形式存在。(3)在固态时不导电，熔融状态或在水溶液中能导电。5、离子晶体的物理性质⑷离子晶体熔点的比较(1)熔点较高，而且随着离子电荷的增加，离子间距的缩短，晶格能增大，熔点升高。(2)一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。典型例题例1、NaCl晶体模型如下图所示：(1)在NaCl晶体中，每个Cl－周围同时吸引着___个Na＋；在NaCl晶胞中含有___个Na＋、____个Cl－，晶体中每个Na＋周围与它距离最近且相等的Na＋共有______个。64

4

12(2)对于氯化钠晶体，下列描述正确的是()A．它是六方最密堆积B．相邻的阴、阳离子核间距等于阴、阳离子半径之和C．氯化钠晶体与氯化铯晶体结构相同D．每个Na＋与6个Cl－邻近D例2、同类晶体物质熔点的变化是有规律的,试分析下表所列两组物质熔点呈规律性变化的原因:A组物质NaClKClCsCl熔点(K)10741049918B组物质NaMgAl熔点(K)317923933

晶体熔点的高低,决定于构成晶体微粒间的作用力的大小。A组是

晶体,晶体微粒之间通过

结合，离子半径由大到小的顺序是

,离子键强度由小到大的顺序是

。B组晶体属

晶体,价电子数由少到多的顺序是

,金属键强度由小到大的顺序是

。

Na<Mg<Al离子离子键金属Na<Mg<Alr(Cs+)>r(K+)>r(Na+)CsCl<KCl<NaCl例3、根据表格数据回答下列有关问题:(1)已知NaBr、NaCl、MgO等离子晶体的核间距离和晶格能如下表所示:

NaBrNaClMgO离子的核间距/pm290276205晶格能/(kJ·mol-1)

7873890①NaBr晶体比NaCl晶体晶格能

(填“大”或“小”),主要原因是

。

②MgO晶体比NaCl晶体晶格能大,主要原因是____________________________________________________。③NaBr、NaCl和MgO晶体中,熔点最高的是

。

小NaBr的离子核间距比NaCl的大氧化镁晶体中的阴、阳离子所带电荷更多,并且离子的核间距更小MgO(2)Cu2O的熔点比Cu2S的

(填“高”或“低”),请解释原因:

其原因是

。

两者均为离子化合物,且阴、阳离子所带电荷数均为1,但后者离子半径大,离子键较弱,因此熔点较低高O2-半径小于S2-半径,Cu2O的离子键强于Cu2S的离子键,所以Cu2O的熔点比Cu2S的高>类型相同，结构相似，比较离子键的强弱，比较半径大小练习1、下列性质可以证明NaCl是离子化合物的是(

)

A．可溶于水B．具有较高的熔点

C．水溶液能导电D．熔融状态下能导电D2、下列说法正确的是(

)A．晶体中若存在阴离子，就一定存在阳离子B．离子晶体不一定是化合物C．离子晶体都易溶于水D．离子晶体一定是由活泼金属和活泼非金属形成的A3、下列性质适合于离子晶体的是(

)A、熔点1070℃,固态不导电,液态能导电B、熔点10.31℃,液态不导电,水溶液能导电C、能溶于CS2,熔点112.8℃,沸点444.6℃D、熔点