第四节离子晶体1

1、第四节离子晶体第四节离子晶体(第一课时)1掌握离子晶体的概念和结构特点。2了解NaCl、CsCl、CaF2的晶体结构。3了解离子晶体配位数及其影响因素。4了解晶格能的定义。5能利用晶格能数据判断离子晶体的稳定性。 一、离子晶体1构成离子晶体的微粒：_，粒子之间的相互作用是_，这些粒子在晶体中_(填“能”或“不能”，下同)自由移动，所以离子晶体_导电。2离子晶体中离子的配位数：指一个离子周围最邻近的_。决定离子晶体中离子的配位数的因素有_因素、_因素、_因素。(1)几何因素是指_。它是决定离子晶体结构的重要因素。(2)电荷因素是指_。如在NaCl晶体中每个Na周围有_个Cl，每个Cl周围有_个N

2、a。NaCl只是氯化钠晶体的_，在晶体中不存在单个氯化钠分子，只有Na和Cl。在CsCl晶体中每个Cs周围有_个Cl，每个Cl周围有_个Cs。如果正负离子的_不同，正负离子的_必定不相同，结果，正负离子的_就不会相同。如，在CaF2晶体中，Ca2和F的电荷比是_，个数比是_，Ca2的配位数为_，F的配位数为_。(3)键性因素是指_。3离子晶体特点：_、难于压缩、_。二、晶格能1概念：离子晶体的晶格能是指_，通常取_。离子晶体的晶格能是最能反映_的数据。2晶格能的大小：晶格能越大，形成的离子晶体越_，而且熔点越_，硬度越_。典型的离子晶体晶格能的大小与离子所带的电荷和离子半径的关系是：离子电荷越

3、高，晶格能_，离子半径越大，晶格能_。答案：一、1.阳离子和阴离子离子键不能不能2异电性离子的数目几何电荷键性(1)晶体中正负离子的半径比(r/r)(2)正负离子的电荷比66化学式88电荷个数配位数2 11 284(3)离子键的纯粹程度3硬度较大较高的熔点和沸点二、1.气态离子形成1摩离子晶体释放的能量正值离子晶体稳定性2稳定高大越大越小1“NaCl”是氯化钠的分子式吗？提示：不是，氯化钠是离子晶体，晶体中没有单个的分子，“NaCl”可表示晶体中Na和Cl的个数比为1 1，是化学式。2分子晶体、原子晶体、离子晶体的熔、沸点、硬度不同的原因是什么？提示：决定晶体硬度大小，熔、沸点高低的因素是构成

4、晶体的微粒间作用力。作用力越大，硬度越大，熔、沸点越高，反之，作用力越小，硬度越小，熔、沸点越低。1.离子晶体的定义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离子晶体的构成微粒构成离子晶体的微粒是阳离子和阴离子。3离子晶体微粒间的作用力构成离子晶体的离子间的作用力是离子键。4离子晶体的结构(1)离子晶体中离子的配位数定义：指离子晶体中一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。例如，在NaCl晶体中，Na和Cl的配位数均为6，在CsCl晶体中，Cs和Cl的配位数均为8。影响因素：a几何因素：晶体中正负离子的半径比(r/r)是决定离子晶体结构的重要因素。配位数配位数468半径比半径比0.2

5、0.40.40.70.71.0化学式化学式ZnSNaClCsClb.电荷因素：在NaCl晶体、CsCl晶体中，正负离子的配位数相同，是由于正负离子电荷(绝对值)相同，因而正负离子的个数相同，结果导致正负离子配位数相等。若正负离子的电荷不相同，正负离子的个数必定不相同，结果正负离子的配位数就不会相同。如在CaF2晶体中，Ca2和F的电荷比(绝对值)是2 1，Ca2和F的个数比是1 2，如图所示，Ca2的配位数为8，F的配位数为4，因此正负离子的电荷比是决定离子晶体结构的重要因素，简称电荷因素。c键性因素：离子晶体的结构类型还取决于离子键的纯粹程度(简称键性因素)。(2)离子晶体的结构由于离子键无

6、方向性和饱和性，故离子晶体中微粒的配位数较高，堆积较密，最简单的离子晶体是组成比为1 1的离子晶体，常见的基本结构有NaCl型、CsCl型和ZnS型。NaCl型：NaCl晶体构型如图甲所示，每个Na同时吸引6个Cl，每个Cl同时吸引6个Na，即它们的配位数都为6，故晶体中Na与Cl的个数比为1 1。每个Na周围与它最近等距的Na有12个(三个互相垂直的平面上各4个)。在NaCl晶体中，阴离子(Cl)以面心立方密堆积方式排列，阳离子(Na)填充在阴离子形成的八面体空隙中。属于NaCl构型的有：Li、Na、K、Rb的卤化物、AgF、MgO等。CsCl型：下图所示的立方体是CsCl晶体的晶胞，每个C

7、s周围同时吸引着8个Cl，每个Cl周围同时吸引着8个Cs。在每个Cs周围最近且等距离的Cs有6个(上、下、左、右、前、后)，在每个Cl周围最近且等距离的Cl也有6个。在CsCl晶体的最小结构单元(一个晶胞)中，含Cs个数为81；含Cl个数为1。故Cs与Cl个数比为1 1。化学式CsCl就是表示这种晶体中阴、阳离子个数之比。同样在CsCl晶体中不存在单个的氯化铯分子。在CsCl晶体中，阴离子(Cl)按简单立方堆积方式排列，即阴离子(Cl)以下图非密置层方式排布，两层球心对球心排成立方体，阳离子(Cs)填充在由阴离子构成的空隙之中。属于CsCl构型的有CsBr、CsI、NH4Cl等。ZnS型：Zn

8、S型离子晶体中(如图)，阴离子和阳离子的排列类似于NaCl型：但相互穿插的位置不同，使阴、阳离子的配位数不是6，而是4。常见的ZnS型离子晶体有硫化锌、碘化银、氧化铍的晶体等。注意：离子晶体不一定都含有金属元素，如NH4Cl。离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键，如NaOH、Na2O2。金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体。5离子晶体的物理性质(1)离子晶体具有较高的熔、沸点和难挥发的性质。(2)离子晶体硬而脆，难以压缩。(3)离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。注意：溶于水能导电的不一定是离子晶体，如HCl等。熔化后能导电的晶体不一定是离子晶体，如

9、Si、石墨、金属等。(4)大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)，难溶于非极性溶剂(如汽油、苯、CCl4)。当把离子晶体放在水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引，使晶体中的离子克服离子间的作用，从而形成在水中自由移动的离子。案例精析【例1】下列叙述正确的是()A离子晶体中一定含有活泼金属元素的离子B离子晶体都是化合物C固态不导电、水溶液能导电，这一性质能说明某晶体一定是离子晶体D离子晶体一般具有较高的熔点解析某些离子晶体可能只含有非金属元素的原子，如NH4Cl、CH3COONH4等，因此选项A不正确。离子晶体和某些分子晶体(如冰醋酸)都具有固态不导电、水溶液能导电的性质，因此这一性质不能说明某晶体一定是离子晶体，选项C不正确。一般来说，固态不导电，溶于水或熔融状态均能导电这一性质能较充分说明某晶体是离子晶体，因为熔融状态下分子晶体不导电。答案BD点评要明确离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，作用力是离子键，这两点是离子晶体与其他晶体的本质区别，并要注意从结构上的特点来理解离子晶体的性质。【例2】NaCl晶体模型如下图所示，在NaCl晶体中，每个Na周围