第4节离子晶体

1、回顾：三种晶体类型与性质的比较回顾：三种晶体类型与性质的比较晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体金属晶体金属晶体概念概念相邻原子之间以共价相邻原子之间以共价键相结合而成具有空键相结合而成具有空间网状结构的晶体间网状结构的晶体分子间以范德分子间以范德华力相结合而华力相结合而成的晶体成的晶体通过金属键形成的通过金属键形成的晶体晶体作用力作用力共价键共价键范德华力范德华力金属键金属键构成微粒构成微粒原子原子分子分子金属阳离子和自由金属阳离子和自由电子电子物物理理性性质质熔沸点熔沸点很高很高很低很低差别较大差别较大硬度硬度很大很大很小很小差差别别较较大大导电性导电性无（硅为半导体）无（硅为

2、半导体）无无导体导体实例实例金刚石、二氧化硅、金刚石、二氧化硅、晶体硅、碳化硅晶体硅、碳化硅 Ar、S等等Au、Fe、Cu、钢、钢铁等铁等晶体晶体氯化钠氯化钠干冰干冰金刚石金刚石熔熔 点点（）801801-56.2-56.235503550 思考：思考： 为什么氯化钠的性质与干冰、为什么氯化钠的性质与干冰、金刚石的不同？金刚石的不同？一、离子晶体一、离子晶体1、定义：、定义：由阳离子和阴离子通过离由阳离子和阴离子通过离 子键结合而成的晶体。子键结合而成的晶体。2、成键粒子：、成键粒子：阴、阳离子阴、阳离子3、相互作用力：、相互作用力：离子键离子键4、常见的离子晶体：常见的离子晶体： 强碱、活泼

3、金属氧化物、大部分的盐类。强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。5、晶胞类型：晶胞类型：（1）NaCl 型晶胞型晶胞（3）与）与Na+等距离且最近的等距离且最近的Na+ 、Cl- 各有几个？各有几个？ 计算方法：均摊法计算方法：均摊法 顶点占顶点占1/8；棱占；棱占1/4；面心占；面心占1/2；体心占；体心占1 2 2）每个晶胞含钠离子、氯离子的个数）每个晶胞含钠离子、氯离子的个数与与Na+等距离且最近的等距离且最近的Na+ 有：有：12个个与与Na+等距离且最近的等距离且最近的Cl- 有：有：6个个-Cl- Na+NaClNaCl的晶体结构模型的晶体结构模型NaClNaCl晶体中阴、阳离子配位

4、数晶体中阴、阳离子配位数Cl-的配位数的配位数 6， Na+的配位数的配位数 6 （2）氯化铯型晶胞）氯化铯型晶胞CsCl晶胞晶胞（1）每个晶胞含铯离子、氯）每个晶胞含铯离子、氯离子的个数离子的个数铯离子：铯离子：1 1个个 ；氯离子：；氯离子：1 1个个（2）与铯离子等距离且最近的）与铯离子等距离且最近的铯离子有铯离子有 个个氯离子有氯离子有 个个6 68 8(3)CaF(3)CaF2 2型晶胞型晶胞Ca2+的配位数：的配位数：8F- -的配位数：的配位数：4一个一个CaFCaF2 2晶胞中平均晶胞中平均含：含： 4 4个个CaCa2+2+和和8 8个个F F- -Ca2+F-(4)ZnS(

5、4)ZnS型晶胞型晶胞阳离子的配位数：阳离子的配位数：4阴离子的配位数：阴离子的配位数：4一个一个ZnS晶胞中含：晶胞中含：4 4个阳离子和个阳离子和4 4个阴离子个阴离子离子离子NaNa+ +CsCs+ +ClCl- -离子半径离子半径/pm/pm9595169169181181NaClNaClCsClCsClr+/rr+/r- =- =r+/rr+/r- =- =C.N.=6C.N.=6C.N.=8C.N.=80.5250.934配位数配位数4 46 68 8半径比半径比0.20.40.20.40.40.70.40.70.71.00.71.0空间构型空间构型ZnSZnSNaClNaClCs

6、ClCsCl晶体中正负离子的的半径比晶体中正负离子的的半径比( (r+/rr+/r- )- )是决定离子是决定离子晶体结构的重要因素晶体结构的重要因素, ,简称几何因素。简称几何因素。5、决定离子晶体结构的因素、决定离子晶体结构的因素（1）几何因素）几何因素晶体中正负离子的半径比决定晶体中正负离子的半径比决定正负离子的配位数正负离子的配位数（2）电荷因素）电荷因素晶体中正负离子的电荷比决定晶体中正负离子的电荷比决定正负离子配位数之比正负离子配位数之比（3）键性因素）键性因素 离子键的纯粹因素离子键的纯粹因素6 6、离子晶体的特点：、离子晶体的特点：（1 1）无单个分子存在；）无单个分子存在；N

7、aClNaCl不表示分子式。不表示分子式。（2 2）熔沸点较高，硬度较大，）熔沸点较高，硬度较大，（3 3）一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。）一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。（4 4）固态不导电，水溶液或者熔融状态下能）固态不导电，水溶液或者熔融状态下能导电。导电。科学视野科学视野 思考：碳酸盐的稳定性与什么因素有关。思考：碳酸盐的稳定性与什么因素有关。结论：金属阳离子半径越大，碳酸盐的结论：金属阳离子半径越大，碳酸盐的分解温度越高。分解温度越高。二、晶格能二、晶格能1 1、定义：、定义：气态离子形成气态离子形成1 1摩离子晶体时释放的摩离子晶体时释放的 能量。通常取正值。能量。通常取正值。2 2、晶格能的大小的影响因素、晶格能的大小的影响因素 氟化物氟化物晶格能晶格能/kJmol- -1NaF923MgF22957AlF354923、晶格能对离子晶体性质的影响、晶格能对离子晶体性质的影响: 晶格能越大晶格能越大 （1）形成的离子晶体越稳定；（离子键越强）形成的离子晶体越稳定；（离子键越强）（2）熔点越高