高中化学 3.2 离子键 离子晶体课件 苏教版选修3.ppt

第二单元离子键离子晶体 1 加深对离子键的认识 理解离子键的特点 2 认识几种典型的离子晶体 3 能大致判断离子键的强弱 知道晶格能的概念 了解影响晶格能大小的因素 4 了解晶格能对离子晶体物理性质的影响 5 能运用电子式表达离子化合物的形成过程 一 离子键的形成离子键的成键微粒是什么 什么元素的原子之间可以形成离子键 1 形成过程 能量 静电斥力 静电引力 2 离子键的两个特征 静电作用相同 球形对称 二 离子晶体1 特点及性质 概念 构成微粒 微粒间作用力 物理性质 实例 阴 阳离子间通过离子键相结合形成的晶体 活泼金属氧化物 如na2o mgo等 大多数盐 如nacl na2so4 nahco3等 强碱 如naoh ba oh 2等 有一定的硬度和较高的熔点 离子键 2 晶格能 定义 作用 衡量离子键强弱 影响因素 与物质的物理性质关系 3 配位数一种离子周围所环绕的带 的离子数目 相反电荷 4 两种常见的离子晶体 氯化钠 氯化铯 晶体结构模型 配位数 6 8 每个晶胞的组成 相应类型的离子化合物 kcl nabr lif cao mgo nio cas等 csbr csi nh4cl等 4个na 和4个cl 1个cs 和1个cl 氯化钠 氯化铯 1 活泼的金属元素和活泼的非金属元素间一定能形成离子键 分析 活泼的金属元素和活泼的非金属元素之间不一定形成离子键 如铝元素和氯元素形成的alcl3是以共价键相结合 2 离子键没有方向性和饱和性 分析 阴 阳离子可以在空间各个方向相互靠拢 故离子键无方向性 只要条件允许 一种离子将会尽可能多地吸引电性相异的离子排列在其周围 故离子键也无饱和性 3 离子键是阴 阳离子间的吸引作用 分析 离子键不仅有阴 阳离子间的相互吸引作用 还有电子间和原子核间的相互排斥作用 4 氯化钠的熔点大于氯化钾的熔点 分析 钠离子的离子半径小于钾离子的离子半径 所以氯化钠的晶格能大于氯化钾的晶格能 晶格能越大 熔点越高 所以氯化钠的熔点大于氯化钾的熔点 5 mgo的熔 沸点和硬度均高于cao 分析 mgo和cao比较 o2 相同 mg2 与ca2 所带电荷相同 但mg2 半径小 所以晶格能mgo cao 熔 沸点mgo cao 硬度mgo cao 一 离子晶体的性质1 熔 沸点离子晶体中有较强的离子键 熔化或气化时需消耗较多的能量 所以离子晶体有较高的熔点 沸点 通常情况下 同种类型的离子晶体 离子半径越小 离子键越强 熔 沸点越高 2 硬度硬而脆 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 导致晶体破碎 3 导电性不导电 但熔融或溶于水后能导电 离子晶体中 离子键较强 阴 阳离子不能自由移动 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 阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力 成为自由移动的离子 在外加电场的作用下 离子定向移动而导电 离子晶体溶于水时 阴 阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子 或水合离子 在外加电场的作用下 阴 阳离子定向移动而导电 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 当把离子晶体放入水中时 水分子对离子晶体中的离子产生吸引 使离子晶体中的离子克服离子间的相互作用力而离开晶体 变成在水中自由移动的离子 特别提醒 1 化学变化过程一定发生旧化学键的断裂和新化学键的形成 但破坏化学键或形成化学键的过程却不一定发生化学变化 如食盐熔化会破坏离子键 食盐结晶过程会形成离子键 但均不是化学变化过程 2 离子晶体中不一定含有金属阳离子 如nh4cl为离子晶体 不含有金属阳离子 但一定含有阴离子 3 运用离子键的强弱即晶格能的大小 可以解释离子熔点高低问题 一般同种类型 晶格能越大 离子键越强 熔点越高 典例1 离子晶体熔点的高低决定于阴 阳离子核间距离和晶格能的大小 据所学知识判断kcl nacl cao bao四种晶体熔点的高低顺序是 a kcl nacl bao caob nacl kcl cao baoc cao bao kcl nacld cao bao nacl kcl 思路点拨 解答本题时需注意以下两点 1 离子晶体的熔沸点高低决定于该晶体的晶格能大小 2 同主族元素的原子或者离子的半径从上到下逐渐增大 解析 选d 对于离子晶体来说 离子所带电荷数越多 阴 阳离子核间距离越小 晶格能越大 离子键越强 熔点越高 阳离子半径大小顺序为 ba2 k ca2 na 阴离子半径 cl o2 比较可得只有d项是正确的 方法技巧 离子半径大小比较方法 1 同主族 从上到下 电子层增加 具有相同电荷数的离子半径增大 如li na k rb cs f cl br i 2 同周期 主族元素从左到右阳离子半径和阴离子半径分别减小 如r na r mg2 r al3 r s2 r cl 3 同一元素 不同价态的离子 电荷高的半径小 如ti3 ti fe3 fe2 4 周期表对角线上 左上元素和右下元素的离子半径相似 如li 和mg2 sc3 和zr4 的半径相似 变式训练 下列物质中晶格能大小的比较正确的是 a bao cao mgob naf nacl nabrc nai mgo baod pbs zns mgo 解析 选b 对晶体构型相同的离子化合物 离子电荷数越多 核间距越小 晶格能越大 二 离子晶体以及常见类型1 离子晶体 1 离子晶体是由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体 2 离子晶体微粒之间的作用力是离子键 由于静电作用没有方向性 故离子键没有方向性 只要条件允许 阳离子周围可以尽可能多地吸引阴离子 同样 阴离子周围可以尽可能多地吸引阳离子 故离子键也没有饱和性 3 离子晶体中不存在单个分子 晶体的化学式只表示晶体中阴 阳离子的个数比 而不是表示分子的组成 2 常见的离子晶体模型 1 nacl型晶体结构模型 配位数为6 在nacl晶体中 每个na 周围同时吸引着6个cl 每个cl 周围也同时吸引着6个na 每个na 周围与它最近且等距的na 有12个 每个na 周围与它最近且等距的cl 有6个 2 cscl型晶体结构模型 配位数为8 在cscl晶体中 每个cs 周同时吸引着8个cl 每个cl 周围也同时吸引着8个cs 每个cs 与6个cs 等距离相邻 每个cs 与8个cl 等距离相邻 特别提醒 1 离子晶体除含有离子键外 还可能含有共价键 如na2o2 naoh nh4cl晶体 2 离子晶体的化学式仅表示晶体中阴 阳离子的个数比 并不代表其分子组成 因为离子晶体中没有分子 3 推断离子晶体的性质要从离子键的强弱入手 而判断离子键的强弱一般要从离子半径入手 所以掌握离子半径比较方法是解决这类问题的前提条件 典例2 如图是从nacl或cscl晶体结构中分割出来的部分结构图 其中属于从nacl晶体中分割出来的结构图的是 a 1 和 3 b 2 和 3 c 1 和 4 d 只有 4 思路点拨 解答本题需注意以下两点 1 nacl晶胞是简单立方结构 cscl晶胞是体心立方结构 2 在nacl晶胞中 每个na 周围最近且等距的cl 有6个 围成一个正八面体形状 解析 选c 根据nacl和cscl晶体结构特点分析图示 1 中由黑球可知 其配位数为6 4 图应为简单立方结构 故 1 4 应为nacl 2 中由黑球知配位数为8 3 图为体心立方结构 故 2 3 应为cscl 所以c项正确 方法技巧 常见离子晶体的类型 1 属于nacl型的离子晶体还有kcl nabr lif cao mgo nio cas等 2 属于cscl型的离子晶体还有csbr csi nh4cl等 变式训练 如图为高温超导领域里的一种化合物 钙钛矿晶体结构 该结构是具有代表性的最小重复单元 1 在该物质的晶体中 每个钛离子周围与它最近的且等距离的钛离子共有 个 2 该晶体中 元素氧 钛 钙的个数比是 解析 分析其中一个顶点上的钛离子 周围最近的钛离子分别位于其上 下 左 右 前 后 共6个 根据 均摊法 o的个数是12 1 4 3 ti的个数是8 1 8 1 ca的个数是1个 所以三者个数比是3 1 1 答案 1 6 2 3 1 1 变式备选 萤石