离子晶体+高二上学期化学人教版选择性必修2

第三章

晶体结构与性质第三节

金属晶体与离子晶体课时2离子晶体

过渡晶体

混合晶体2026/3/162吗喽🐒素养目标宏观辨识与微观探析：

区分三类晶体，识别其物理性质差异，建立“晶体类型—宏观性质”关联。分析三类晶体的构成微粒与作用力，理解“微观结构—宏观性质”的关系。变化观念与平衡思想：理解离子键本质及晶体形成的能量变化，建立相关变化观念。

认识过渡、混合晶体作用力的复杂性，形成辩证的平衡思想。证据推理与模型认知：依据晶体性质和微粒特点，推理晶体类型及作用力。构建三类晶体结构模型，通过模型分析性质、归纳判断方法。课堂引入2026/3/163吗喽🐒根据生活经验，可知：食盐具有较高的熔点和沸点以及较大的硬度，如何解释呢?NaCl晶胞Cl－Na+离子间存在着较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，难于压缩；而且，要使它们由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏这些较强的离子键。2026/3/164吗喽🐒一、离子键(2)本质：静电作用。(3)特征：无方向性和饱和性。(1)概念：阴、阳离子之间强烈的相互作用。(4)影响因素：离子半径↓

离子所带电荷数↑

离子键越强。离子键离子键越强，离子晶体的熔沸点越高，硬度越大！NaClCsCl熔点/℃801645沸点/℃141312902026/3/165吗喽🐒二、离子晶体1.基本概念离子晶体(1)概念：由离子键形成的晶体。(2)构成微粒：阴、阳离子。(3)粒子间作用力：离子键。离子晶体的判断方法是什么？①

构成微粒：离子②

粒子间作用：离子键NaCl晶胞Cl－Na+2026/3/166吗喽🐒二、离子晶体1.基本概念胆矾CuSO4·5H2O萤石CaF2重晶石BaSO4烧碱NaOH实际上，大量离子晶体的阴离子或阳离子不是单原子离子，有的还存在电中性分子（如H2O、NH3）。在这些离子晶体中还存在共价键、氢键等。（注：晶体中也存在范德华力，只是当能量份额很低时不提及。）然而，贯穿整个晶体的主要作用力仍是阴、阳离子之间的作用力。2026/3/167吗喽🐒二、离子晶体2.物理特性化合物熔点/℃化合物熔点/℃CaO2613Na2SO4884CuCl21326Ca2SiO42130NH4NO3169.6Na3PO4340BaSO41580CH3COOCs194LiPF6200(分解温度)NaNO2270(1)从表中数据可知，离子晶体的熔点差异也较大；离子键越强，离子晶体的熔沸点越高，硬度越大！2026/3/168吗喽🐒二、离子晶体2.物理特性(2)水溶液或熔融状态下能导电。离子晶体固态时不能导电，因为阴阳离子不能自由移动，在熔融或水溶液状态下发生电离，产生自由移动的阴阳离子，离子晶体才能够导电。NaCl溶液能够导电熔融的NaCl能够导电2026/3/169吗喽🐒二、离子晶体2.物理特性(3)质地较脆，延展性较差。离子晶体较脆，延展性较差施加外力发生滑动同种电荷相互排斥使晶面裂开2026/3/1610吗喽🐒二、离子晶体3.常见离子晶体的结构面心：_____个氯离子体心：_____个钠离子棱上：_____个钠离子顶点：_____个氯离子11286(1)NaCl晶胞——面心立方一个晶胞中的氯离子和钠离子均为四个，二者的比值是1:1。故并不存在单独的氯化钠分子，只是在整个晶体中，氯离子与钠离子的个数比为1:1。因此，氯化钠的化学式表示的只是表示氯化钠的组成。每个Cl－(Na＋)周围紧邻的Cl－(Na＋)有12个2026/3/1611吗喽🐒二、离子晶体3.常见离子晶体的结构(1)NaCl晶胞——面心立方每个Na+同时吸引着6个Cl－，分别在前后左右上下的位置，配位数为6钠离子所处的环境Na＋位于由Cl－形成的八面体空隙中，填隙率100%1个晶胞由Cl－形成的八面体空隙平均有4个2026/3/1612吗喽🐒二、离子晶体3.常见离子晶体的结构(1)NaCl晶胞——面心立方每个Cl－同时吸引着6个Na+，分别在前后左右上下的位置，配位数为6氯离子所处的环境Cl－位于由Na＋形成的八面体空隙中，填隙率100%1个晶胞由Na＋形成的八面体空隙平均有4个2026/3/1613吗喽🐒二、离子晶体3.常见离子晶体的结构钠离子所处的环境氯离子所处的环境阴阳离子间的静电作用没有方向性，每个粒子周围会尽可能多的吸引带相反电荷的离子，以达到降低体系能量的目的，故离子键没有方向性和饱和性。所以离子在晶体中常常也趋向于采用尽可能紧密地堆积形式，可以视为圆球的密堆积，只不过阴离子、阳离子的半径是不同的，是不等径圆球的密堆积2026/3/1614吗喽🐒二、离子晶体3.常见离子晶体的结构(2)CsCl晶胞——体心立方每个Cs＋周围与之等距且距离最近有______个Cl－。每个Cl－周围与之等距且距离最近有______个Cs＋

。Cs＋的配位数为______。Cl－

的配位数为______。88881个CsCl晶胞中含有____个Cs＋和________个Cl－。8×18CsCl晶胞Cl－Cs＋1CsCl晶胞Cs＋Cl－1个CsCl晶胞中含有______个Cs＋和____个Cl－。8×1812026/3/1615吗喽🐒二、离子晶体3.常见离子晶体的结构(3)CaF2晶胞①

每个CaF2晶胞中含阴、阳离子：Ca2＋4个、F－8个③Ca2＋配位数：8

F－配位数：4④Ca2＋位于F－形成的四面体空隙中，填隙率为100%②

每个Ca2＋紧邻的Ca2＋有12个

每个F－紧邻的F－有6个例1

下列性质中，可以较充分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√例2

下列有关离子晶体的叙述中，不正确的是(

)

√2026/3/1616吗喽🐒课堂练习2026/3/1617吗喽🐒我们已经讨论了分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体等四类典型晶体思考：还有其他类型的晶体吗？分子晶体CO2离子晶体NaCl共价晶体SiO2金属晶体Cu2026/3/1618吗喽🐒三、过渡晶体与混合晶体从NaX的构成来看，其构成为活泼金属与较活泼的非金属构成，属于典型的离子晶体而离子键的强弱，与离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，从F－到I－，离子半径增大，离子键强度减弱，故晶体熔点逐渐降低观察下图所示的熔点变化并根据所学内容解释：熔点变化的原因。NaFNaClNaBrNaISiF4SiCl4SiBr4SiI4TiF4TiCl4TiBr4TiI42026/3/1619吗喽🐒三、过渡晶体与混合晶体硅的卤化物属于分子晶体，熔化时，克服分子间作用力，而硅的卤化物组成与结构相似，故相对分子质量越大，分子间作用力越强，所以熔点逐渐升高。观察下图所示的熔点变化并根据所学内容解释：熔点变化的原因。NaFNaClNaBrNaISiF4SiCl4SiBr4SiI4TiF4TiCl4TiBr4TiI42026/3/1620吗喽🐒三、过渡晶体与混合晶体TiF4熔点高于TiCl4

、TiBr4、TiI4

，而TiCl4至TiI4熔点依次升高，解释原因根据所学和实验图像推测：TiF4是离子化合物，是离子晶体，熔点较高；TiCl4

、TiBr4、TiI4是共价化合物，是分子晶体，熔点较低观察下图所示的熔点变化并根据所学内容解释：熔点变化的原因。NaFNaClNaBrNaISiF4SiCl4SiBr4SiI4TiF4TiCl4TiBr4TiI42026/3/1621吗喽🐒三、过渡晶体与混合晶体推测是否正确？为什么由金属元素和非金属元素组成的化合物可能是共价化合物、分子晶体呢？2026/3/1622吗喽🐒三、过渡晶体与混合晶体1.过渡晶体事实上，纯粹的典型晶体是不多的，大多数离子晶体中的化学键具有一定的共价键成分。从表格中可知：上述晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7离子键的百分数/%62504133离子键的百分数更小2026/3/1623吗喽🐒三、过渡晶体与混合晶体1.过渡晶体几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7离子键的百分数/%62504133离子键的百分数更小离子晶体共价晶体分子晶体过渡过渡晶体的过渡标准是化学键中离子键成分的百分数。离子键成分的百分数大，作为离子晶体；离子键成分的百分数小，作为共价晶体；离子键成分的百分数更小，作为分子晶体。2026/3/1624吗喽🐒三、过渡晶体与混合晶体1.过渡晶体电负性差值越大，离子键成分的百分数越高化合物键型离子键的百分数电负性差值CsCl离子键75%3.16―0.79＝2.37HCl极性共价键20%3.16―2.22＝0.94Cl2非极性共价键03.16―3.16＝0钛的电负性1.54卤素的电负性F：3.98Cl：3.16Br：2.96I：2.66电负性差值2.441.621.421.12TiF4是离子化合物，离子晶体TiCl4

、TiBr4、TiI4是共价化合物，分子晶体2026/3/1625吗喽🐒三、过渡晶体与混合晶体【思考讨论】冶炼铝通常采用电解熔融Al2O3(熔点：2054℃)的方法，为什么不电解熔融态AlCl3(熔点：192.6℃)？资料1氯化铝晶体的导电性随温度变化图资料2氯化铝处于熔融态时，以二聚体的Al2Cl6的形式存在从资料1可知，当温度达到熔点时，AlCl3为液体，电导率几乎变到零，这说明体系中不存在自由移动的离子。结合资料2，AlCl3分子的结构，可知不能用电解熔融态氯化铝来冶炼铝2026/3/1626吗喽🐒三、过渡晶体与混合晶体【思考讨论】冶炼铝通常采用电解熔融Al2O3(熔点：2054℃)的方法，为什么不电解熔融态AlCl3(熔点：192.6℃)？资料1氯化铝晶体的导电性随温度变化图资料2氯化铝处于熔融态时，以二聚体的Al2Cl6的形式存在资料1氯化铝晶体的导电性随温度变化图资料2氯化铝处于熔融态时，以二聚体的Al2Cl6的形式存在结合资料2，AlCl3分子的结构，熔融态氯化铝为共价化合物，所以其为分子晶体；综合以上两点：AlCl3中的化学键既有一定的离子性，又有一定的共价性，即AlCl3是介于离子晶体和分子晶体之间的过渡晶体。结合资料1：AlCl3晶体的导电性随温度变化图，在接近熔点时导电性提高，说明体系中存在一定数量的离子，这些离子可以在一定范围内运动，推测固态氯化铝晶体是离子晶体；2026/3/1627吗喽🐒三、过渡晶体与混合晶体1.过渡晶体第三周期元素的氯化物及其晶体类型MgCl2SiCl4SF6离子晶体NaClMgAlSiPS分子晶体Cl2AlCl3过渡晶体分子晶体分子晶体离子晶体金属晶体Na2026/3/1628吗喽🐒三、过渡晶体与混合晶体金刚石部分物理性质熔点莫氏硬度电导率(s·m－1)3550℃102.11×10－13石墨部分物理性质熔点莫氏硬度电导率(s·m－1)3850℃12.5×103请你思考！同是碳单质的晶体，金刚石和石墨的性质存在哪些异同？2026/3/1629吗喽🐒三、过渡晶体与混合晶体实验测定，石墨的熔点高达3850℃，这说明石墨晶体具有共价晶体的特点。但是，石墨很软并且能导电，是非常好的润滑剂，这说明它又不同于共价晶体。那么，石墨究竞属于哪种类型的晶体呢?2026/3/1630吗喽🐒三、过渡晶体与混合晶体1.石墨的性质特征熔点高

质软

能导电共价晶体特征金属晶体特征分子晶体特征共价键范德华力金属键石墨晶体既存在共价键又存在范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，我们将这类晶体称为混合型晶体。2026/3/1631吗喽🐒三、过渡晶体与混合晶体2.石墨晶体的结构特征同层中的每个碳原子与邻近的三个碳原子以共价键相结合，形成sp2杂化C，所有C共平面，每个C未参与杂化的pz轨道垂直于平面，未成键电子可以在这些pz轨道自由移动，形成大π键。键能很大(比金刚石的键能大)，所以石墨化学性质稳定，且熔沸点高于金刚石!sp2杂化核间距142pm2026/3/1632吗喽🐒三、过渡晶体与混合晶体2.石墨晶体的结构特征

由于所有同层碳原子p轨道相互平行而且相互重叠（大π键），使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动，因此石墨有类似金属晶体的导电性（电子沿石墨平面的方向移动）。1个C参与3个C－C键的形成，而1个C－C键需要两个C，故每个C平均形成1.5个C－C键；1个C参与3个最小环的形成，1个最小环需要6个碳，故1个环平均有2个C，1个C－C键被2个最小环共用，1个环平均有3个C－C键2026/3/1633吗喽🐒三、过渡晶体与混合晶体2.石墨晶体的结构特征层内的碳原子的核间距为142pm，层间距离为335pm，说明层间没有化学键相连，层与层之间靠

维系。范德华力石墨晶体内同时存在若干种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质。范德华力较弱，层与层之间易于断开而滑动，所以石墨具有润滑性。335pm