高中化学江苏专版选修3专题3 第二单元 离子键　离子晶体教学 ppt课件

1、 第二单元第二单元 离子键离子键 离子晶体离子晶体一、离子键的构成一、离子键的构成二、离子晶体二、离子晶体 相邻的两个或多个原相邻的两个或多个原子之间剧烈的相互作用子之间剧烈的相互作用 化学键化学键 离子键离子键 共价键共价键 金属键金属键 极性共价键极性共价键非极性共价键非极性共价键化学键：化学键：Na+Cl电子转移电子转移不稳定不稳定稳定稳定一、离子键的构成一、离子键的构成 普通而言，电负性较大的非金属元普通而言，电负性较大的非金属元素的原子容易获得电子构成阴离子，电素的原子容易获得电子构成阴离子，电负性较小的金属元素的原子容易失去电负性较小的金属元素的原子容易失去电子而构成阳离子。子而构

2、成阳离子。 当这两种原子所属元素的电负性当这两种原子所属元素的电负性差值必需大于差值必需大于1.7相互接近到一定程相互接近到一定程度时，原子间容易发生电子得失而构成度时，原子间容易发生电子得失而构成阴、阳离子，阴、阳离子， 阴、阳离子经过静电作阴、阳离子经过静电作用用离子键构成稳定的化合物。离子键构成稳定的化合物。 在氯化钠晶体中，在氯化钠晶体中，Na+和和Cl间存在哪些作用力？间存在哪些作用力？ 1、Na+离子和离子和Cl离子间的静电吸引作用离子间的静电吸引作用 2、阴、阳离子的核外电子之间；阴、阳离子的原子核、阴、阳离子的核外电子之间；阴、阳离子的原子核之间的静电排斥作用之间的静电排斥作用

3、 当阴、阳离子接近到某一定间隔时，当阴、阳离子接近到某一定间隔时，静电引力和静电斥力到达平衡，阴阳离子静电引力和静电斥力到达平衡，阴阳离子间坚持一定的平衡核间距，构成稳定的离间坚持一定的平衡核间距，构成稳定的离子键，整个体系到达能量最低形状。子键，整个体系到达能量最低形状。 离子键离子键 阴、阳离子间经过静电作用所阴、阳离子间经过静电作用所构成的化学键。构成的化学键。2、成键微粒：、成键微粒：3、本质：、本质：阴、阳离子阴、阳离子静电作用静电引力和斥力静电作用静电引力和斥力1、成键的必要条件：、成键的必要条件：所属元素的电负性差值必需大于所属元素的电负性差值必需大于1.74、特、特 征：征：无

4、方向性和饱和性无方向性和饱和性 通常情况下，阴、通常情况下，阴、 阳离子可以看成阳离子可以看成是球形对称的。是球形对称的。 阴、阳离子的电荷分布阴、阳离子的电荷分布也是球形对称的，它们在空间各个方向也是球形对称的，它们在空间各个方向上的静电作用一样，所以在各个方向上上的静电作用一样，所以在各个方向上都可以与带相反电荷的离子发生静电作都可以与带相反电荷的离子发生静电作用；只需空间条件允许，一个离子可以用；只需空间条件允许，一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子。同时吸引多个带相反电荷的离子。CsCl的晶体构造的晶体构造CuSO45H2OCaF2BaSO4二、离子晶体二、离子晶体2、微粒间作用力

5、：、微粒间作用力：3、晶体特性：、晶体特性：离子键离子键熔点较高，硬度较大且熔点较高，硬度较大且脆，难挥发、难紧缩、脆，难挥发、难紧缩、熔融或溶于水能导电。熔融或溶于水能导电。1、构成微粒：、构成微粒：阴、阳离子阴、阳离子 常温常压下，离子化合物大多数以常温常压下，离子化合物大多数以晶体离子晶体的方式存在。晶体离子晶体的方式存在。 离子晶体离子晶体阴、阳离子经过离子键结合，在空阴、阳离子经过离子键结合，在空间呈现有规律的陈列所构成的晶体。间呈现有规律的陈列所构成的晶体。为什么离子晶体不能导电为什么离子晶体不能导电? ? 固态时固态时, ,离子晶体中的阴、阳离子经过离子晶体中的阴、阳离子经过离子

6、键紧紧的束缚在一同离子键紧紧的束缚在一同, ,不能自在挪动。不能自在挪动。 离子晶体中存在较强的离子键离子晶体中存在较强的离子键, ,减弱或减弱或破坏这些离子键破坏这些离子键, ,都需求较多的能量。都需求较多的能量。思索思索为什么离子晶体的硬度较大、熔点为什么离子晶体的硬度较大、熔点较高较高? ? 晶格能晶格能U U 指拆开指拆开1mol 1mol 离子晶体使之构成气态阴离子离子晶体使之构成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。例如：和阳离子所吸收的能量。例如：NaCl(s)Na+(g)+ClNaCl(s)Na+(g)+Cl(g) U=786kJmol(g) U=786kJmol1 1 1、晶格能越

7、大，阐明离子晶体中的离、晶格能越大，阐明离子晶体中的离子键越结实，离子晶体越稳定。子键越结实，离子晶体越稳定。 2、 普通而言，晶格能越高，离子晶体普通而言，晶格能越高，离子晶体的熔点越高、硬度越大。的熔点越高、硬度越大。某些离子晶体的晶格能以及晶体中的离子电荷、某些离子晶体的晶格能以及晶体中的离子电荷、核间距、晶体的熔点、硬度核间距、晶体的熔点、硬度ABAB型型离子晶离子晶体体核间距核间距ro /pmro /pm晶格能晶格能U/kJmol1U/kJmol1熔点熔点m.p./oCm.p./oC摩氏摩氏硬度硬度NaF2319239933.2NaCl2827868012.5NaBr29874774

8、72.5NaI323704661O2FNa+Mg2+Al3+ 18e粒子：粒子： S2ClK+Ca2+ r (阳离子阳离子) r(原子原子)； 如：如：r (Na+) r(Na) r(高价离子高价离子) r(低价离子低价离子) ； 如：如：r(Fe3+) r(Fe2+) r(阴离子阴离子) r(原子原子)； 如：如：r(Cl) r(Cl)思索思索 哪些物质中含有离子键？哪些物质中含有离子键？ 活泼金属元素活泼金属元素(IA，IIA)和活泼非金属和活泼非金属元素元素(VIA，VIIA)之间构成的化合物。之间构成的化合物。离子化合物离子化合物含有离子键的化合物含有离子键的化合物 普通说来，以下化合

9、物通常为离子普通说来，以下化合物通常为离子化合物。如：化合物。如： 强碱、大多数盐。强碱、大多数盐。 “类盐：类盐：Na2O2、CaO2、CaC2 、 NaH食盐的晶体构造食盐的晶体构造NaCl晶体中阴、阳离子配位数晶体中阴、阳离子配位数NaClNaCl的晶体构造模型的晶体构造模型氯氯化化钠钠中中离离子子配配位位数数氯氯化化铯铯的的晶晶体体构构造造-Cs+-Cl-CsClCsCl的晶体构造表示图的晶体构造表示图S2、Zn2+的的配位数均为配位数均为4S2的配位数为的配位数为4Zn2+的配位数为的配位数为4 指一个离子周围最临近的异指一个离子周围最临近的异电性离子的数目。电性离子的数目。 离子晶

10、体的配位数离子晶体的配位数离子晶体离子晶体 阴离子的配位数阴离子的配位数阳离子的配位数阳离子的配位数NaClCsClZnS NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数668844 离子晶体中离子的配位数与它们的相对离子晶体中离子的配位数与它们的相对大小有关，与其所带电荷数目的多少无关。大小有关，与其所带电荷数目的多少无关。思索思索他以为是什么要素决议了离他以为是什么要素决议了离子晶体中离子的配位数？子晶体中离子的配位数？ 在离子晶体中，阴、阳离子总是尽在离子晶体中，阴、阳离子总是尽能够严密地陈列，且一种离子周围紧邻能够严密地陈列，且一种离子周围紧邻的带相反电荷的离子越多，体系的能量的带相反电荷

11、的离子越多，体系的能量越低，所构成的离子晶体越稳定。越低，所构成的离子晶体越稳定。 离子晶体中，一种离子周围所环绕离子晶体中，一种离子周围所环绕的带相反电荷离子数目的多少与阴、阳的带相反电荷离子数目的多少与阴、阳离子半径之比离子半径之比 r+ / r 有关有关离子离子Na+Cs+ Cl离子半径离子半径/pm95169181阴、阳离子半径比与离子配位数的关系阴、阳离子半径比与离子配位数的关系常见阴、阳离子的半径常见阴、阳离子的半径离子晶体离子晶体ZnSNaClCsClCsFr+ / r配位数配位数468120.7321.00.4140.7320.2250.4141.01、一个氯化钠晶胞中有、一个

12、氯化钠晶胞中有Na+、 Cl各多少个？各多少个？Na+= (1 + 12/4) = 4个个Cl= (8/8 + 6/2) = 4个个 2、在、在NaCl晶体中，与每个晶体中，与每个Na+(或或Cl)间隔最间隔最近的近的Cl(Na+)是几个？与每个是几个？与每个Na+(Cl) 间隔间隔最近的最近的Na+(Cl)是几个？是几个？Na+和和Cl的位置：的位置：Na+：体心和棱中点；：体心和棱中点； Cl：面心和顶点，或：面心和顶点，或者反之。者反之。Na+ Cl-与与Na+等间隔且最等间隔且最近的近的Na+有：有：与与Cl 等间隔且最等间隔且最近的近的Cl有：有：与与Na+等间隔且最等间隔且最近的近的Cl有：有：与与Cl等间隔且最等间隔且最近的近的Na+有：有：12个个6个个12个个6个个食食盐盐的的晶晶体体构构造造CsCl晶体晶体构造表示图：晶体晶体