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1、4、离子晶体,晶体结构与性质第三章第四节,知识回顾：三种晶体类型与性质的比较,共价键,范德华力,金属键,原子,分子,金属阳离子和自由电子,很高,很低,差别较大,很大,很小,差别较大,无（硅为半导体）,无,导体,1、定义： 2、结构特点： (1)成键粒子： (2)相互作用力： 常见的离子晶体：,强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。,由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。,阴、阳离子,离子键,一、离子晶体,有无单个分子存在?,无单个分子存在;NaCl不表示分子式。,(2) 硬度 。,3、离子晶体物理性质的特点：,(1) 熔沸点 , 难挥发难压缩。,较高,较大,(3) 水溶性,(4) 导电性,阅

2、读课本P79最后一段(即科学视野之前的一段),结合氯化钠晶体的结构,你认为离子晶体物理性质有何特点?,离子电荷越多,核间距离越小,熔沸点升高。,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。,随堂练习:,1、下列叙述错误的是（ ） A、带相反电荷离子之间的相互吸引 称为离子键 B、金属元素与非金属元素化合时， 不一定形成离子键 C、某元素的原子最外层只有1个电 子,它跟卤素相互结合时所形成的 化学键不一定是离子键 D、非金属原子间不可能形成离子键,AD,3、下列性质适合于离子晶体的是（ ） A、熔点1070，易溶于水，水溶液能导电 B、熔点10.31，液态不导电，

3、水溶液导电 C、能溶于CS2，熔点112.8，沸点444.6 D、熔点97.81，质软，导电，密度0.97g/cm3,4、离子晶体不导电，为什么熔化后或溶于水 后能导电？,A,提示:是否有自由移动的带电微粒.,主要考查:,概念、结构、性质(物理性质),钠离子和氯离子在晶胞中的位置：,4、几种常见的离子晶体的晶胞结构：,(1)氯化钠型晶胞,氯离子：体心和棱中点; 钠离子：面心和顶点.,离子晶体种类繁多,结构多样,Na+,Cl-,或者反之;,交错排列,计算方法：均摊法 顶点占1/8；棱占1/4；面心占1/2；体心占1,每个NaCl晶胞含Na+、Cl-的个数?,Na+:,Cl-:,Na+,Cl-,（

4、2）CsCl晶胞,铯离子和氯离子的位置？,铯离子： 氯离子：,每个晶胞含铯离子、氯离子的个数？,铯离子： 氯离子：,或者反之,1个；,1个。,体心,顶点,Cl-,Cs+, 在NaCl晶体中，与Na+(Cl-)等距离且最近的Cl-(Na+)有几个？, 在CsCl晶体中，与Cs+(Cl-)等距离且最近的Cl-(Cs+)有几个？,我们来研究晶体中的配位数: 【在离子晶体中离子的配位数(缩写为C.N.)是指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目】。,NaCl和CsCl的晶胞,P78科学探究1,NaCl的晶体结构模型,NaCl晶体中阴、阳离子的配位数,Na+的配位数为：,Cl-的配位数为：,6,6,每个C

5、l- 周围与之最接近且距离相等的Na+共有 个。,6,这几个Na+在空间构成的几何构型为 。,正八面体,NaCl晶体中离子的配位数,CsCl的晶体结构及晶胞构示意图,Cs+的配位数为：,Cl-的配位数为：,8,8,在氯化铯晶体中，每个Cl-(或Cs+)周围与之最接近且距离相等的Cs+(或Cl-)共有 ； 这几个Cs+(或Cl-)在空间构成的几何构型为 ； 在每个Cs+周围距离相等且最近的Cs+共有 ； 这几个Cs+(或Cl-)在空间构成的几何构型为 ；,CsCl晶体,8个,立方体,6 个,正八面体,3.CaF2 (萤石)型晶胞,Ca2+的配位数:,F-的配位数:,（1）立方晶系，面心立方晶胞。

6、,（2） Ca2+立方最密堆积，F-填充在全部 四面体空隙中。,（3）配位数,4个Ca2+和8个F-,CaF2晶体中Ca2+ 和F-的位置关系如何?一个CaF2晶胞中含Ca2+ 、F-个数是多少?,8,4,(4)ZnS型晶胞,阳离子的配位数：4,阴离子的配位数：4,一个ZnS晶胞中含：4个阳离子和4个阴离子,6,6,1:1,8,8,1:1,科学探究1：,找出NaCl、CsCl两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等？,P79科学探究2：,根据表35、表36分析,你能得出影响离子晶体中离子配位数的什么因素。,结论： 晶体中正负离子的的半径比(r+/r-)是决定离子晶体结构的重要因素,简

7、称几何因素。 一般决定配位数的多少:正负离子的半径比越大,配位数越多.,NaCl、 CsCl阴阳离子配位数的比值都是1:1关系,原因是什么呢?是否所有的离子晶体的阴阳离子配位数的比值都是1:1关系呢?请阅读P79,影响离子晶体中离子配位数的因素还有哪些?,NaCl、CsCl都是同一主族的氯化物,且都是AB型，为什么它们的配位数却不相同呢(NaCl的是6, CsCl的是8)?,5、决定离子晶体结构的因素,（1）几何因素 （2）电荷因素 （3）键性因素,晶体中正负离子的半径比.,晶体中正负离子的电荷比.,离子键的纯粹因素,一般决定配位数的多少:正负离子的半径比越大,配位数越多.,正负离子电荷比=正

8、负离子的配位数比 =正负离子的数目反比,1、下列各指定微粒的数目之比不是1:1的是 A、Na2O2晶体中的阴离子和阳离子 B、NaHCO3晶体中的钠离子和碳酸氢根离子 C、 离子中的质子和中子 D、NH4Cl溶液中铵根离子和氯离子,2、CaF2 晶体中正离子的配位数8,负离子的配位数为 。 TiO2晶体中正离子的配位数为6，负离子的配位数为多少？ ZnS晶体中负离子的配位数是4,正离子的配位数为多少？,4,3,4,AD,3、如图所示，在氯化钠晶体中，与 每个Na+等距离且最近的几个Cl- 所围 成的空间几何构型（ ） A、十二面体 B、正八面体 C、正六面体 D、正四面体,B,科学视野,复杂离

9、子晶体碳酸盐的热分解温度高低规律,以碱土金属碳酸盐为例（碱金属碳酸盐分解温度甚高，在此不予讨论）,热分解机理,实验数据,分析实验数据、结合分解机理可知,阳离子半径越大，碱土金属碳酸盐的分解温度越高,如右下图所示是NaCl晶胞结构示意图，请回答： (1) 与某个Na+离子距 离最近的Na+离子共有 个， (2) 这些Na+离子中心 围成的空间几何图形是 _。,12,十四面体,(3 ) 若已知NaCl的摩尔质量为 M g/mol 晶胞的边长为a cm，设阿伏加德常数为 NA，则NaCl晶体的密度为: g/cm3 。,晶胞法：,小立方体法：,二.晶格能,气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值。,离子半径越小，离子所带的电荷数越多，晶格能越大，晶体越稳定，离子晶体的熔沸点越高，硬度越大,岩浆晶出规则与晶格能的关系,晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中冷却下来，从而先结晶,各类型离子晶体晶胞的比较,Na+：,6,Cl-：,6,Cs+：,Cl-：,8,8,Zn2+：,S2-：,4,4,Ca2+：,F-：,4,8,Na+：,Cl-：,Cs+：,Cl-：,Zn2+：,S2-：,C