晶体结构与性质第4节离子晶体第1和2课时

1、离子晶体,晶体结构与性质第三章第四节,第一课时,回顾：三种晶体结构与性质的比较,相邻原子之间以共价键相结合而成具有空间网状结构的晶体,分子间以范德华力相结合而成的晶体,通过金属键形成的晶体,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,差别较大,很大,很小,无(硅为半导体,无,导体,金刚石、二氧化硅、晶体硅、碳化硅,I2、干冰、冰等,Au、Fe、Cu、钢铁等,判断下列晶体的类型,金属 晶体,分子 晶体,原子 晶体,思考并讨论： 氯化钠晶体的构成微粒是什么?构成晶体的微粒间的相互作用力是什么？它是哪种晶体类型,2Na + Cl2 = 2NaCl,1、定义： 2

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,根据前面的讨论总结离子晶体的理论知识,有无单个分子存在,无单个分子存在;NaCl不表示分子式,材料,晶体的硬度,金刚石,食 盐,石 墨,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

3、剂,固态不导电,水溶液或者熔融状态下能导电,1.判断下列物质 属于离子晶体？ 1.SiO2 2.CaCl2 3.NaOH 4.冰糖(C12H22O11) 5.BaSO4 6.I2 7.P2O5 8. NH4NO3 9. H2O 10.HCl 11. NaHCO3 12. Na2O,2、3、5、8、11、12,随堂练习,2.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.下列有关离子化合物的说

4、法正确的是( ) A、离子化合物中一定含有金属元素，含金 属元素的化合物一定是离子化合物 B、离子键只存在于离子化合物中，离子化 合物中一定含有离子键 C、离子化合物中不可能含有共价键 D、离子化合物受热熔化破坏化学键，吸收 热量，属于化学变化,4.离子晶体不可能具有的性质是（ ） A、较高的熔、沸点 B、良好的导电性 C、溶于极性溶剂 D、坚硬而易粉碎,B,B,5.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，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/cm3,6.

5、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,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,相同离子的位置：最小面对角线位置,不同离子的位置：最小面相邻位置,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,CsCl的晶体结构及晶胞构示意图,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：

6、 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,填表,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,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,8,8,6,6,1:1,8,8,1:1,科学探究1,找出NaCl

7、、CsCl两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数,结论：AB型离子化合物中 阴离子的配位数=阴离子的配位数,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),根据表35、表36分析,什么因素影响了离子晶体中离子的配位数？利用相关数据计算，并填表,P79科学探究2,0.525,0.934,r+/r- 越大，配位数越大,规律,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,0.525,0.934,r+/r- 越大，配位数越大,规律,Z

8、nS晶胞,请阅读P79,影响离子晶体中离子配位数的因素还有哪些,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,2） Ca2+立方最密堆积，F-填充在全部 四面体空隙中（4球1空,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,依据图329，数出配位数，完成下列空格思考为什么离子晶体中阴阳离子配位数的比值会有不同？受什么因素影响？ 总结影响离子晶体配位数的因素,CaF2的晶胞,例：CaF2的晶体中，Ca2和F的电荷数之比_，个数之比_，Ca2配位数是_，F的配位数

9、是_,1:2,2:1,8,4,图示为CaF2晶胞的1/8,观察点为上左前方,晶胞上面心,影响离子晶体中离子配位数的因素还有： 正负离子电荷比,正负离子的配位数比=正负离子电荷比 =正负离子的数目反比,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(本书不介绍,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,正负离子的配位数比=正负离子电荷比 =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、

10、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,正负离子电荷比=正负离子的配位数比,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,NaCl晶体中阴、阳离子的配位数,Na+的配位数为,Cl-的配位数为,6,6,十四面体,1）如图直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处位置，晶体

11、中，每个Na+周围与它最接近的且距离相等的Na+个数为：_,12,选做练习题1,2) 这些Na+离子中心 围成的空间几何图形是 _,与Na+最近的Na+的个数及围成的几何图形,十四面体,干冰晶体结构示意图,由此可见，每个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子,氯化钠晶体结构示意图,由此可见，每个钠离子周围有12个钠离子 其组成了十四面体,氯离子,氯离子,选练2：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,再见,科学视野,含复杂离子的离子晶体,碳酸盐在一定温度下发生分解的规律,碳酸盐的分解温度与金属

12、阳离子所带的电荷及阳离子半径有关 金属阳离子所带的电荷越多、阳离子半径越小，金属阳离子与碳酸根中的氧离子作用越强，碳酸盐的分解温度越低,二、晶格能,1、定义：气态离子形成1mol离子晶体时释放的能量，通常取正值。 晶格能的大小与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比，与阴、阳离子间的距离成反比。 2、规律：晶格能越大： 形成的离子晶体越稳定（离子键越强） 熔点越高； 硬度越大,仔细阅读表38，分析晶格能的大小与离子晶体的熔点有什么关系？离子晶体的晶格能与哪些因素有关,某些离子晶体的晶格能,问题： 1、什么是岩浆晶出？ 2、岩浆晶出顺序与晶格能的关系,阅读,科学视野岩浆晶出规则与晶格能,晶格能高的晶体熔

13、点较高，更容易在岩浆冷却过程中冷却下来，从而先结晶,岩浆晶出规则与晶格能,2、影响晶格能的大小的因素 ： （1）阴、阳离子所带电荷的越多晶格能越大。 （2）阴、阳离子的半径越小，晶格能越大,3、晶格能越大，形成的离子晶体的离子键越强，形成的离子晶体越稳定，熔点越高、硬度越大,1、定义：气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量,小结晶格能,小结,离子晶体特点： 无单个分子存在；NaCl不表示分子式。 熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。且随着离子电荷的增加，核间距离的缩短，晶格能增大，熔点升高。 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。 属于离子晶体的： 强碱、部分金属氧化物、部分盐类,练习：已知：FexO晶体结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值小于1，测知FexO晶体密度为=5.71g/cm3，晶胞