第二单元离子键离子晶体 (4)

1、第三节离子晶体物质铝干冰水晶氯化钠晶体类型判断下列晶体的类型?金属晶体分子晶体原子晶体?合作讨论：.什么是离子键？什么是离子化合物？2.三种典型晶体代表物中配位数分别为多少?3.影响晶体结构的因素有哪些.如何影响的？1.什么是离子键？什么是离子化合物？2.下列哪些物质属于离子化合物？离子键：阴、阳离子间强烈的静电作用。离子化合物：含有离子键的化合物一、离子晶体1.离子晶体的概念： 离子晶体是由_结合而形成的晶体。构成离子晶体的微粒是_，微粒间的作用力是_。阴、阳离子通过离子键阴、阳离子离子键2.常见的离子晶体类别：大多数盐、强碱、活泼金属氧化物 5、离子晶体的物理性质：（1）熔沸点较高，硬度较

2、大而脆，难挥发、难压缩；原因： 。 。 （2）一般 溶于极性溶剂（如水），而难溶于非极性溶剂；（3）固态 电，水溶液或者熔融状态下 电。随着离子电荷的增加，离子半径的减小，离子晶体熔点升高易不导能导固态时无自由移动离子合作讨论：.什么是离子晶体,构成微粒和作用力类型是什么?2.三种典型晶体代表物中配位数分别为多少?3.影响晶体结构的因素有哪些？如何影响的？1. 在NaCl晶体的一个晶胞中，Cl-的个数等于 ，Na+的个数等于 。2. Na+ 数目与Cl-数目之比为 。在NaCl晶体中有单个NaCl分子吗？二、常见晶体的微观结构（一）探究NaCl晶体441:1注：离子晶体中不存在单个分子，化学式

3、表示的是阴阳离子的最简整数比。每个Na+周围有_个Cl-6即氯化钠晶胞中Na+的配位数为6每个Cl-周围有_个Na+6即氯化钠晶胞中Cl-的配位数为6NaCl晶体中阴、阳离子配位数每个Na+周围最近且等距离的Na+有 个，每个Cl-周围最近且等距离的Cl-有 个；1212它们所围成的空间几何构型是 。正八面体 它们所围成的空间几何构型是 。正八面体 3、与Na+ 等距离且最近的Cl- 有（配位数）： 与Cl- 等距离且最近的Na+ 有（配位数）： 6个6个NaCl晶体中阴、阳离子配位数4.与一个钠离子相邻最近且距离相等的钠离子有 个,距离是 (设Na+与Cl-距离为a）Na+Cl-122a13

4、2457689111012小组合作探究：CsCl、ZnS、CaF2的空间结构，回答学案上的问题阴阳离子分别在晶胞中的什么位置？1个晶胞中含有几阳离子、几个阴离子？阴阳离子的配位数分别是多少？CsCl的晶胞Ca2+F-S2- Zn2+回答以下问题：氯离子和铯离子的位置1个CsCl晶胞中含 个Cs+和 个Cl-。铯离子：体心；氯离子：顶点。11Cs+的配位数为 ，Cl-的配位数为 ；CsCl的晶胞(2)CsCl晶体88每个Cs+周围最近且等距离的Cs+有 个，每个Cl-周围最近且等距离的Cl-有 个；66(3)ZnS晶体锌离子和硫离子的位置锌离子：顶点，面心； 硫离子：内部。每个Zn2+周围最近且

5、等距离的S2-有 个，每个S2-周围最近且等距离的Zn2+有 个；Zn2+和S2-的配位数分别为 、 。 44 1个ZnS晶胞中含 个Zn2+和 个S2-。；44S2- Zn2+Zn2+S2-44(4)CaF2晶体Ca2+F- 1个CaF2晶胞中含 个Ca2+和 个F-。每个Ca2+周围最近且等距离的F-有 个，每个F-周围最近且等距离的Ca2+有 个；Ca2+和F-的配位数分别为 、 。 488484钙离子和氟离子的位置钙离子：顶点，面心； 硫离子：填充在内部。(1)在NaCl和CsCl两种晶体中，阴、阳离子的个数比都是11，都属于AB型离子晶体，为什么二者的配位数不同、晶体结构不同？提出问

6、题离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数阴阳离子配位数之比NaCl661：1CsCl881:1NaClCsCl r+/r- =r+/r- = C.N.=6C.N.=8r+/r- 越大，配位数越大几何因素-解决问题0.5250.934利用表3-5的数据进行计算，把计算结果填入表3-6，可能有助于你推测为什么NaCl、CsCl晶体中的配位数不同？0.520.93结论：由于正负离子的半径比值的不同，使晶体中离子的配位数不同，其晶体结构不同。且正负离子的半径比值越大，离子的配位数越高。结论：在NaCl、CsCl晶体中，阳、阴离子的配位数相同，是由于阳、阴离子电荷(绝对值)相同，因而阳、阴离子的个数相同，

7、结果导致阳、阴离子的配位数相同；若阳、阴离子的电荷数不相同，阳、阴离子的个数必定不相同，结果阳、阴离子的配位数就不会相同。如CaF2晶体中，Ca2的配位数为8，F的配位数为4，离子所带电荷越多，配位数越多。离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数阴阳离子配位数之比NaCl661:1CsCl881:1CaF2481:25.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 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。活学活用1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1

8、0.31，液态不导电，水溶液能导电C能溶于CS2，熔点112.8，沸点444.6D熔点97.81，质软，导电，密度0.97gcm3A（二）探究氯化铯晶体-Cs+-Cl-CsCl的晶体结构示意图Cs+的配位数为：Cl-的配位数为：882.Ca2+的配位数：F-的配位数：1.一个CaF2晶胞中含： 个Ca2+和 个F(三)探究CaF2的晶胞Ca2+F-48Ca2+配位数：8配位多面体：立方体Ca2+F-CaF2晶体结构F- 配位数：4配位多面体：正四面体 Ca2+F-(四)ZnS型晶胞2.阳离子的配位数： 阴离子的配位数：1.一个ZnS晶胞中含：4个阳离子和4个阴离子44合作讨论：.什么是离子晶体

9、,构成微粒和作用力类型是什么?2.三种典型晶体代表物中配位数分别为多少?3.影响晶体结构的因素有哪些.如何影响的？ 三.决定离子晶体结构的因素。离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数NaClCsClNaClCsCl r+/r- =r+/r- = C.N.=6C.N.=80.5250.934r+/r- 越大，配位数越大几何因素，规律：(1)在NaCl和CsCl两种晶体中，阴、阳离子的个数比都是11，都属于AB型离子晶体，为什么二者的配位数不同、晶体结构不同？提出问题离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数阴阳离子配位数之比NaCl661：1CsCl881：1NaClCsCl r+/r- =r+/r-

10、= C.N.=6C.N.=8r+/r- 越大，配位数越大几何因素-解决问题0.5250.934提出问题(2)为什么在NaCl(或CsCl)晶体中，阳、阴离子的配位数相同；而在CaF2晶体中，阳、阴离子的配位数不相同？离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数阴阳离子配位数之比NaCl661:1CsCl881:1CaF2481:2电荷因素-正负离子电荷比=正负离子的配位数比 =正负离子的数目反比）解决问题决定离子晶体结构的因素 1. 几何因素：晶体中正负离子的半径比越大，配位数越 大。可近似理解：“大离子堆积，小离子填空”，堆积类型不同，形成的空隙种类及数目也不同，阴阳离子的半径比适当，晶体才稳定。

11、2.电荷因素：晶体中正负离子的电荷比，决定离子化 合物的化学式，影响着晶体的结构。 正负离子电荷比=正负离子的配位数比 =正负离子的数目反比 3.键性因素：离子键的纯粹因素。一、离子晶体 判定方法：阴阳离子,离子键，元素的种类二、典型的离子晶体 配位数，立体构型三、决定离子晶体结构的因素 几何因素，电荷因素（正负离子电荷比=正负离子的配位数比 =正负离子的数目反比）， 键性因素小结：1、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

12、D、非金属原子间不可能形成离子键AD反馈练习:2.KO2的晶体结构与NaCl相似,可以看作是Na +的位置用 K+ 代替, Cl-的位置用O2- 代替,下列对KO2晶体结构的描述正确的是 ( ) A.和K+距离相等且最近的O2-共有8个 B.和K+距离相等且最近的K+共有12个C.和K+距离相等且最近的O2- 构成的多面体是正八 面体D.和K+距离相等且最近的O2-构成的多面体是正六面体BC3.原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素原子序数递增，其中X是形成化合物种最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Z原子反应时只能被还原、是电负性最大的元素，W的原子序数为29。回答下

13、列问题：（1）Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为 ，1mol Y2X2含有键的数目为 （2）W与Z形成的化合物固态不导电，可在熔融态导电，晶体融化时克服的作用力是 （3）元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图13所示，该氯化物的化学式是 ，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为sp杂化 CuClCuCl2HClH2CuCl3 或H2CuCl3) 离子键3mol或3NA合作讨论：.什么是离子晶体,构成微粒和作用力类型是什么?物理性质有何特点?2.三种典型晶体代表物中配位数分别为多少?3.影响晶体结构的因素有哪些.如何影响的？4.碳酸盐热分解有何规律？四、碳酸盐

14、的热分解规律：1.阳离子所带电荷越多,离子半径越小越易分解。2.实例：碱金属的碳酸盐A族金属的碳酸盐副族 和过渡元素的碳酸盐。 如：Na2CO3MgCO3FeCO3在同族中，金属离子半径越大，碳酸盐越 ： BaCO3SrCO3CaCO3MgCO3稳定二、晶格能1、定义：气态离子形成1摩离子晶体时释放的 能量，通常取 。用来衡量离子键的强度。 仔细阅读课本 P80 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？正值理解：1mol的离子化合物中的阴、阳离子，由相互远离的气态结合成离子晶体时，释放出的能量；或拆开1mol离子晶体时使之形成气态阴、阳离子所吸收的能

15、量。2、影响晶格能大小的因素3、晶格能对离子晶体性质的影响:2、影响晶格能大小的因素：离子电荷：离子所带的电荷越大，晶格能越 ,离子半径：离子半径越小，阴、阳离子的核间 距就越 ，则晶格能越 。简言之：晶格能的大小与离子带电量 成正比,与离子半径成反比.晶格能越大，离子键越 ，离子晶体越 ；晶格能越大，离子晶体熔点越 ，硬度越 ；晶格能也影响着“岩浆晶出”的次序，晶格能越大，岩浆中的矿物越 结晶析出。大小大强稳定高大易科学视野：岩浆晶出规则与晶格能 火山喷出的岩浆是一种复杂的混合物，冷却时，许多矿物相继析出，简称“岩浆晶出”。 岩浆晶出与晶格能的大小有关。矿物从岩浆中先后析出规律称为岩浆晶出规

16、则，是由美国矿物学家鲍文在1922年首先提出的。晶体从岩浆析晶难易不仅与岩浆的组成有关，而且与晶格能有关：晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中先析出。鲍文因此被推崇为实验地质学的先驱。(3 ) 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： M ( a )3 NA12124M a3NAaa/2小结：1、四种晶体的比较晶体类型 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 晶体粒子 粒子间作用力 熔沸点 硬度 溶解性 导电情况 阴、阳离子原子分子 金属阳离子、自由电子离子键共价键分子间作用力

17、（氢键）金属键 较高 较硬 很高 很硬较低 一般较软一般较高，少部分低 ,一般较硬，少部分软 溶于水，难溶于非极性溶剂难溶解相似相溶难溶固体不导电，熔化或溶于水导电 不导电（除硅）一般不导电 ，部分溶于水导电良导体离子晶体 原子晶体 分子晶体 小结2、典型的晶体类别1.活泼金属氧化物K2O、Na2O2 2.强碱NaOH、KOH、 Ba(OH )23.绝大多数的盐类 1.部分非金属单质：金刚石、晶体硅、晶体硼 2.部分非金属化合物： SiC SiO2、BN晶体等1.大多数非金属单质: X2, O2, H2, S8, P4, C60（除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外） 2.气态氢化物: H2O,N

18、H3,CH4,HX3.非金属氧化物: CO2, SO2, NO2（除SiO2外） 3.酸:H2SO4,HNO34.大多数有机物:乙醇，蔗糖（有机盐除外）小结3 ：晶体熔沸点高低的判断 不同晶体类型的熔沸点比较 一般：原子晶体离子晶体金属晶体分子晶体（有例外） 同种晶体类型物质的熔沸点比较 离子晶体： 阴、阳离子电荷数越大，半径越小熔沸点越高 原子晶体： 原子半径越小键长越短键能越大熔沸点越高 分子晶体： 相对分子质量越大，分子的极性越大熔沸点越高 组成和结构相似的分子晶体 金属晶体： 金属阳离子电荷数越高，半径越小熔沸点越高 小结4：判断晶体类型的方法1）依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断： 构成离子晶体的微粒是 ，作用力是 ； 构成原子晶体的微粒是 ，作用力是 ； 构成分子晶体的微粒是 ，作用力是 。2）依据物质的分类判断： 离子化合物是离子晶体；大多数非金属单质及其氢化物、氧化物、含氧酸、有机物是分子晶体；几种特殊的非金属单质、氧化物、互化物为原子晶体离子离子键原子共价键分子分子间作用力3）依据晶体的熔点判断：小结4：判断晶体类型的方法（续） 原子晶体硬度 ，离子晶体硬度介于原子晶体 和分子晶体之间且脆，分子晶体硬度 .5）依据硬