3.3.2 离子晶体【备课精讲精研 】 高二化学高效课堂课件（人教版2019选择性必修2）

网科学第三节金属晶体与离子晶体第2课时

离子晶体教学目标1.掌握离子晶体的概念，能识别NaCl、CsCl、CaF2的晶胞结构。2.认识离子晶体的物理性质与晶体结构的关系。P87-88胆矾萤石重晶石烧碱CuSO4·5H2OCaF2BaSO4NaOH二、离子晶体什么是离子晶体呢？Na+Cl－电子转移18氯化钠的形成过程：NaCl晶体Na+Cl-从氯化钠认识离子晶体→像NaCl这样，通过离子键结合所形成的晶体就叫离子晶体。【知识回顾1】1.什么叫离子键，离子键的构成微粒是什么？微粒间作用力是什么？2.

什么叫离子晶体？哪些物质属于离子晶体？1、离子键使阴、阳离子间结合成化合物的静电作用叫做离子键。成键粒子键的本质静电引力和斥力（1）特征：二、离子晶体以离子键结合的化合物倾向于形成紧密堆积，使每个离子周围尽可能多地排列异性电荷的离子，从而达到稳定的目的。没有方向性和饱和性。Na+Cl－+—+—NaCl晶体Na+Cl-1、离子键使阴、阳离子间结合成化合物的静电作用叫做离子键。成键粒子键的本质静电引力和斥力（1）特征：二、离子晶体NaCl晶体Na+Cl-没有方向性和饱和性。Na+Cl－+—+—（2）影响因素：一般说来，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强1.下列不是离子化合物的是(

)

A.H2O B.CaI2

C.KOH

D.NaNO3同步练习解析:A项H2O中没有离子键,不是离子化合物。A2.(双选)下列关于离子键的叙述一定正确的是(

)A.离子键是通过阴、阳离子的静电吸引形成的B.金属与非金属化合,不一定都能形成离子键C.凡含离子键的化合物,一定含金属元素D.离子键只能由阴、阳离子通过静电作用形成同步练习BDAlCl3NH4Cl2.离子晶体强碱、活泼金属的氧化物和过氧化物、大多数盐→常见的离子晶体→离子晶体无单个分子存在；如NaCl不表示分子式二、离子晶体:阴、阳离子通过离子键结合、在空间呈现规则几何外形的晶体。均为离子化合物NaCl晶胞NaCl晶体活泼碳化物(CaC2)及氮化物(Mg3N2)等Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+→晶胞不是孤立的，还向空间延伸。晶胞是从无限结构中剥离的一个重复单元!晶胞二、离子晶体3.常见离子晶体的结构①NaCl晶体NaCl晶胞的球棍模型思考：1个NaCl晶胞中有几个Na+，几个Cl-？NaCl晶胞的模型NaCl晶胞Na+：体心和棱中点Cl-：面心和顶点或者反之;交错排列二、离子晶体3.常见离子晶体的结构Cl−Na+(1)每个晶胞含Na+、Cl-的个数：Cl-:8×+6×=4(个)1812Na+:1412×+1=4(个)化学式：“NaCl”晶胞中各离子的位置分布？Cl−Na+(2)配位数→每个Na＋周围与之最接近且距离相等的Cl－有____个。6NaCl晶胞二、离子晶体3.常见离子晶体的结构指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目(2)配位数→每个Na＋周围与之最接近且距离相等的Cl－有____个。NaCl晶胞二、离子晶体3.常见离子晶体的结构指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目→每个Cl－周围与之最接近且距离相等的Na＋有____个。6→6个Na+连线形成的空间几何构型是__________。正八面体

Na+的配位数：Cl-的配位数：666Cl－Na＋NaCl晶胞二、离子晶体3.常见离子晶体的结构(3)Na+周围最近的Na+数：Cl-周围最近的Cl-数：1212Cl－Na＋小结NaCl的微观结构特征(1)每个NaCl晶胞含4个Na+、4个Cl-

(2)Na+的配位数：Cl-的配位数：66(3)Na+周围最近的Na+数：Cl-周围最近的Cl-数：1212每个Na＋周围与之最接近且距离相等的Cl－有6个，Na＋有12个。每个Cl－周围与之最接近且距离相等的Na＋有6个，Cl－有12个。八面体空隙填入正离子小结NaCl的微观结构特征面心立方最密堆积3.下列有关离子晶体的叙述中，不正确的是A.1mol氯化钠晶体中有NA个NaCl分子B.氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有6个C.醋酸钠属于离子晶体，含非极性键D.平均每个NaCl晶胞中有4个Na＋、4个Cl－A同步练习4．在冰晶石{Na3[AlF6]}晶胞中，[AlF6]3－占据的位置相当于NaCl晶胞中Cl－占据的位置，则冰晶石晶胞中含Na＋数为(

)A．12

B．8C．4

D．3解析NaCl晶胞中Cl－个数为4，由题意知，冰晶石晶胞中[AlF6]3－的个数也应当为4，在Na3[AlF6]中，Na＋和[AlF6]3－的个数比为3∶1，所以冰晶石晶胞中含Na＋个数为4×3＝12同步练习ACsCl晶胞二、离子晶体3.常见离子晶体的结构Cl-Cs+(1)粒子位置Cl-Cs+CsCl晶胞二、离子晶体3.常见离子晶体的结构(1)粒子位置Cl-位于顶点Cs+位于体心或者反之;交错排列Cl-Cs+Cl-Cs+CsCl晶胞二、离子晶体3.常见离子晶体的结构Cl-Cs+(1)粒子位置Cl-位于顶点Cs+位于体心(2)每个晶胞含Cs+、Cl-的个数：Cl-:Cs+:1个188×=1(个)或者反之;交错排列“CsCl”仅表示物质组成，不表示分子式Cl-Cs+→8个离子所围成的的空间几何构型是__________。CsCl晶胞二、离子晶体3.常见离子晶体的结构Cl-Cs+(3)配位数每个Cs+同时吸引着

个Cl−每个Cl−同时吸引着

个Cs+88正六面体(立方体)Cl-Cs+1243765以Cs+在晶胞的顶点为例8CsCl晶胞二、离子晶体3.常见离子晶体的结构(4)Cs+周围最近的Cs+数：Cl-周围最近的Cl-数：66→6个离子连线形成的空间几何构型是__________。正八面体小结CsCl的微观结构特征(1)每个CsCl晶胞含1个Cs+、1个Cl-

(2)Cs+的配位数：Cl-的配位数：88(3)Cs+周围最近的Cs+数：Cl-周围最近的Cl-数：66Cl-Cs+每个Cs＋周围与之最接近且距离相等的Cl－有8个，Cs＋有6个。每个Cl－周围与之最接近且距离相等的Cs＋有8个，Cl－有6个。Cl-Cs+5.根据CsCl的晶胞结构分析，CsCl晶体中两距离最近的Cs＋间距离为a，则每个Cs＋周围与其距离为a的Cs＋数目为_____；每个Cs＋周围距离相等且次近的Cs＋数目为_____，距离为_____；每个Cs＋周围距离相等且第三近的Cs＋数目为____，距离为_____；每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为____。61288同步练习面对角线体对角线1.粒子位置：2.晶胞中的离子数：3.Ca2+、F-离子配位数比：CaF2晶胞Ca2+位于顶点和面心F-位于立方体内Ca2+F-

个Ca2+，

个F-Ca2+F-F-配位数：配位多面体：8:4Ca2+配位数：配位多面体：8立方体迁移应用认识晶胞488×+6×=4(个)1812Ca2+:正四面体4S2-周围最近的S2-数______(3)晶胞中含有的离子数：Zn2+___;S2-___(4)Zn2+配位数___;S2-配位数__(1)粒子位置：Zn2+_____；S2-

.或者反之。体内顶点、面心4444(2)晶体堆积方式：可类比金刚石的晶胞S2-成面心立方密堆积，内部4个Zn2+交错排列在4个小立方体的中心。(5)若晶胞边长为a,最近阴阳离子间距为:

.ZnS晶胞迁移应用认识晶胞(体对角线的1/4)(6)Zn2+周围最近的Zn2+数____1212【思考】CaF2晶胞与ZnS晶胞类似，为什么CaF2晶胞Ca2＋的配位数为8个，【提示】F－与Ca2＋电荷比为1：2，而ZnS中，S2－与Zn2＋电荷比为1：1CaF2型晶胞晶体中正负离子的电荷相同，配位数就相同，晶体中正负离子的电荷数不同，配位数就不相同。思考与讨论而ZnS晶胞中Zn2＋配位数为4?各类型离子晶体晶胞的比较晶体类型晶胞类型晶胞结构示意图配位数距离最近且相等的同种离子每个晶胞含有离子数实例NaCl型

ABCsCl型ZnS型AB2CaF2型Na+：6Cl-：6Cs+：8Cl-：8Zn2+：4S2-：4Ca2+：8F-：4Na+：12Cl-：12Cs+：6Cl-：6Na+：4Cl-：4Cs+：1Cl-：1Zn2+：4S2-：4Ca2+：4F-：8碱金属的卤化物（除Cs）、银的卤化物（除AgI）、碱土金属（ⅡA)氧化物（除BeO）、硫化物（除ZnS)、硒化物ZnS、AgI、BeO等Cs的卤化物（除氟化物）ThO2、UO2、CeO2、BaF2、PbF2、SrF2等归纳小结

能力拓展CuSO4•5H2O提示：如CuSO4•5H2O中还存在共价键、分子间作用力，有些还有氢键等，但主体是离子键。思考：离子晶体只存在离子键作用力吗？试举例说明→以上讨论了NaCl、CsCl、CaF2、ZnS四种离子晶体.能力拓展→实际上，大量离子晶体的阴离子或阳离子不是单原子离子，

有的还存在电中性分子(如H2O、NH3等)。→晶体中也存在范德华力，只是当能量份额很低时不提及。然而，贯穿整个晶体的主要作用力仍是阴、阳离子之间的作用力。例如:CaCO3、K2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O等，在这些离子晶体中还存在共价键、氢键等。离子晶体①阴、阳离子(单原子或多原子)②电中性分子构成微粒离子键共价键氢键范德华力作用力总结概括二、离子晶体4.离子晶体的性质探究(1)NaCl等离子晶体在熔融状态下导电、水溶液导电与金属导电有什么不同?“金属的导电”：二、离子晶体4.离子晶体的性质探究(1)NaCl等离子晶体在熔融状态下导电、水溶液导电与金属导电有什么不同?“离子晶体”的导电：→离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此，离子晶体不导电。→当升高温度时，阴、阳离子获得足够能量克服离子间的相互作用，成为自由移动的离子(熔融状态)，在外界电场作用下，离子定向移动而形成电流。①离子晶体在熔融状态下导电二、离子晶体4.离子晶体的性质探究(1)NaCl等离子晶体在熔融状态下导电、水溶液导电与金属导电有什么不同?“离子晶体”的导电：→离子化合物溶于水时，阴、阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子(实质上是水合离子)，在外界电场作用下，阴、阳离子定向移动而导电。②离子晶体在水溶液中导电二、离子晶体4.离子晶体的性质探究(1)NaCl等离子晶体在熔融状态下导电、水溶液导电与金属导电有什么不同?发生滑动阳离子阴离子二、离子晶体4.离子晶体的性质探究(2)离子晶体是否具有较好的延展性？阴、阳离子交替有序排列施加外力同种电荷相互排斥，使晶面裂开结论：离子晶体延展性较差阴、阳离子间有较强的离子键，使离子晶体的硬度较大。当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎。宝石，主要成分Al2O3坚硬，但易碎。二、离子晶体4.离子晶体的性质探究(3)离子晶体的熔点是否都较高？P88

思考与讨论我们知道，金属的熔点差异很大，如钨的熔点为3410℃。而常温下，汞却是液体。离子晶体的熔点是不是也差异很大呢？请从理化手册或互联网查找下列离子晶体的熔点数据，得出结论。化合物熔点

/℃化合物熔点

/℃CaONa2SO4CuCl2Ca2SiO4NH4NO3Na3PO4BaSO4CH3COOCsLiPF6NaNO226131326169.61580200分解温度8842130340194270结论：离子晶体的熔点差距也较大你能推测其原因吗？→不同的离子晶体，离子键的强弱差别很大，所以离子晶体的熔、沸点及硬度差距也较大离子键的强弱离子半径阴、阳离子的电荷数离子晶体中，阴、阳离子间有强烈的相互作用(离子键)，要克服离子间的相互作用使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。Cl−Na+一般说来，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，硬度也越大。如熔点：NaF>NaCl>NaBr>NaI

离子液体

离子晶体的熔点，有的很高，如CaO的熔点为2613℃，有的较低，如NH4NO3、Ca(H2PO4)2的熔点分别为170℃、109℃。P88科学•技术•社会到20世纪90年代，随着室温或稍高于室温时呈液态的离子化合物的优异性质不断被开发利用，才意识到它们的巨大价值，并将它们定义为离子液体。早在1914年就有人发现，引入有机基团可降低离子化合物的熔点，如C2H5NH3NO3的熔点只有12℃，比NH4NO3低了158℃!

应用：作溶剂。用作电化学研究的电解质、有机合成的溶剂和催化剂等离子液体：室温或稍高于室温时呈液态的离子化合物成分：常见的阴离子如四氯铝酸根（AlCl4-)、六氟磷酸根（PF6-)、四氟硼酸根（BF4-

）等，常见的阳离子如季铵离子(R4N+

，即NH4+的H被烃基R取代）、带烃基侧链的咪唑、嘧啶等有环状含氮结构的有机胺正离子等。性质：难挥发、有良好的导电性。离子液体

P88科学•技术•社会形成离子液体的阴、阳离子半径较大，离子间的作用力较弱。课堂小结离子晶体共价晶体分子晶体金属晶体存在微粒微粒间作用主要性质实例四类晶体的比较阴、阳离子原子分子金属离子、自由电子主要为离子键共价键分子间作用力金属键硬而脆，易溶于极性溶剂，熔化时能够导电，熔沸点相差大质地硬，不溶于大多数溶剂，导电性差，熔沸点很高硬度小，有的其水溶液能够导电，溶沸点低金属光泽，是电和热的良导体，熔沸点高或低食盐晶体金刚石NH3、HCl镁、铝【规律方法】判断晶体类型的方法④金属单质或合金在固态时大多为金属晶体。③有很高的熔、沸点，硬度大，并且难溶于水的物质大多为共价晶体，

如晶体硅、二氧化硅、金刚石等。②在熔融状态下能导电的晶体(化合物)是离子晶体。

如：NaCl熔融后电离出Na＋和Cl－，能自由移动，所以能导电。①在常温下呈气态或液态或易升华的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。如H2O、H2、稀有气体等。一般是根据物质的物理性质：分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型。(1)碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电：________。(2)AlBr3，无色晶体，熔点98℃，熔融态不导电：________。(3)VF5，无色晶体，熔点19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：______。(4)KBr，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电：________。(5)SiI4：熔点120.5℃，沸点287.4℃，易水解：________。(6)硼：熔点2300℃，沸点2550℃，硬度大：________。(7)硒：熔点217℃，沸点685℃，溶于氯仿：________。(8)锑：熔点630.74℃，沸点1750℃，导电：________。共价晶体分子晶体分子晶体离子晶体分子晶体共价晶体分子晶体金属晶体对点训练

判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。(1)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 (

)(2)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 (

)

(3)有些离子晶体中除含离子键外还存在共价键()(4)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体(

)(5)离子晶体一定都含有金属元素(

)(6)离子晶体的熔点一定低于共价晶体的熔点(

)(5)离子晶体受热熔化，破坏化学键，吸收能量，属于化学变化(

)(6)某些离子晶体受热失去结晶水，属于物理变化()√

应用体验✕✕√

✕√

✕✕如NH4Cl、NH4NO3等铵盐如AlCl3是分子晶体如金属晶体由阳离子和自由电子构成MgO的熔点高于SiO2的熔点1．下列关于离子晶体性质的叙述正确的是(

)A．熔、沸点较高，难以挥发B．硬度很小，容易变形C．都能溶于有机溶剂而难溶于水D．密度很小A2．下列物质中属于含有非极性键的离子晶体的是(

)①氢氧化钾②过氧化钠③金刚石④乙醇⑤碳化钙A．①②③⑤

B．②⑤C．①③④⑤ D．①②⑤B3.自然界中的CaF2又称萤石，是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。下列一定能说明CaF2是离子晶体的实验是A.CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱B.CaF2的熔、沸点较高，硬度较大C.CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电D.CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小C4.下列物质的晶体一定属于离子晶体的是A.在水中能电离出离子的物质B.在水中能电离出SO42-的化合物C.在水中能电离出Na＋的化合物D.熔化时化学键无变化的化合物C5.如图所示是从NaCl或CsCl的晶胞结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶胞中分割出来的结构图是A.图(1)和(3) B.图(2)和(3)C.图(1)和(4) D.只有图(4)C解析NaCl晶体中，每个Na＋周围最邻近的Cl－有6个，构成正八面体，同理，每个Cl－周围最邻近的6个Na＋也构成正八面体6.据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种离子晶体熔点的高低顺序是A.KCl＞NaCl＞BaO＞CaOB.NaCl＞KCl＞CaO＞BaOC.CaO＞BaO＞KCl＞NaClD.CaO＞BaO＞NaCl＞KClD7.AB、CD、EF均为1∶1型离子化合物，根据下列数据判断它们的熔点由高至低的顺序是A.CD＞AB＞EF B.AB＞EF＞CDC.AB＞CD＞EF D.EF＞AB＞CDD

ABCDEF离子电荷数112键长(10－10m)2.313.182.108.北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是A.K3C60中只有离子键

B.K3C60中不含共价键C.该晶体在熔融状态下能导电

D.C60与12C互为同素异形体C解析：首先判断球碳盐K3C60中，在K与C之间有离子键。而60个C之间为共价键。所以该晶体在熔融状态下能电离出K＋，所以能导电9.钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法中正确的是A