化學(xué)：341《離子晶體》課件(新人教版選修3).ppt

第四節(jié)離子晶體 回顧 三種晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的比較 相鄰原子之間以共價(jià)鍵相結(jié)合而成具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 分子間以范德華力相結(jié)合而成的晶體 通過金屬鍵形成的晶體 共價(jià)鍵 范德華力 金屬鍵 原子 分子 金屬陽離子和自由電子 很高 很低 差別較大 差別較大 很大 很小 無 硅為半導(dǎo)體 無 導(dǎo)體 金剛石 二氧化硅 晶體硅 碳化硅 I2 干冰 冰等 Au Fe Cu 鋼鐵等 1 定義 2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1 成鍵粒子 2 相互作用力 常見的離子晶體 強(qiáng)堿 活潑金屬氧化物 大部分的鹽類 由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體 陰 陽離子 離子鍵 一 離子晶體 有無單個(gè)分子存在 無單個(gè)分子存在 NaCl不表示分子式 2 硬度 3 離子晶體物理性質(zhì)的特點(diǎn) 1 熔沸點(diǎn) 難揮發(fā)難壓縮 較高 較大 3 水溶性 4 導(dǎo)電性 閱讀課本P79最后一段 即科學(xué)視野之前的一段 結(jié)合氯化鈉晶體的結(jié)構(gòu) 你認(rèn)為離子晶體物理性質(zhì)有何特點(diǎn) 離子電荷越多 核間距離越小 熔沸點(diǎn)升高 一般易溶于水 而難溶于非極性溶劑 固態(tài)不導(dǎo)電 水溶液或者熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電 鈉離子和氯離子在晶胞中的位置 4 幾種常見的離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu) 1 氯化鈉型晶胞 氯離子 體心和棱中點(diǎn) 鈉離子 面心和頂點(diǎn) 離子晶體種類繁多 結(jié)構(gòu)多樣 Na Cl 或者反之 交錯(cuò)排列 可見 在NaCl晶體中 鈉離子 氯離子按一定的規(guī)律在空間排列成立方體 主頁 1 氯化鈉型晶胞 3 與Na 等距離且最近的Na Cl 各有幾個(gè) 計(jì)算方法 均攤法頂點(diǎn)占1 8 棱占1 4 面心占1 2 體心占1 2 每個(gè)晶胞含鈉離子 氯離子的個(gè)數(shù) 與Na 等距離且最近的Na 有 12個(gè)與Na 等距離且最近的Cl 有 6個(gè) NaCl的晶體結(jié)構(gòu)模型 NaCl晶體中陰 陽離子配位數(shù) 返回原處 2 氯化銫型晶胞 CsCl的晶體結(jié)構(gòu)及晶胞構(gòu)示意圖 CsCl晶胞 1 銫離子和氯離子的位置 銫離子 體心氯離子 頂點(diǎn) 或者反之 2 每個(gè)晶胞含銫離子 氯離子的個(gè)數(shù) 銫離子 1個(gè) 氯離子 1個(gè) 3 與銫離子等距離且最近的銫離子 氯離子各有幾個(gè) 銫離子 6個(gè) 氯離子 8個(gè) 3 CaF2型晶胞 Ca2 的配位數(shù) 8 F 的配位數(shù) 4 一個(gè)CaF2晶胞中含 4個(gè)Ca2 和8個(gè)F 4 ZnS型晶胞 陽離子的配位數(shù) 4 陰離子的配位數(shù) 4 一個(gè)ZnS晶胞中含 4個(gè)陽離子和4個(gè)陰離子 科學(xué)探究 找出CsCl NaCl兩種離子晶體中陽離子和陰離子的配位數(shù) 它們是否相等 6 6 8 8 科學(xué)探究 你認(rèn)為是什么因素決定了離子晶體中離子的配位數(shù) 根據(jù)表3 5 表3 6分析影響離子晶體中離子配位數(shù)的因素 決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素 幾何因素晶體中正負(fù)離子的半徑比電荷因素晶體中正負(fù)離子的電荷比鍵性因素離子鍵的純粹因素 科學(xué)視野 閱讀思考 碳酸鹽熱分解的實(shí)質(zhì)是什么 表3 7的有關(guān)數(shù)值說明了什么 組成碳酸鹽中陽離子的金屬的金屬性越弱 金屬陽離子的半徑越小 碳酸鹽的熱穩(wěn)定性越差 反之越好 二 晶格能 定義 氣態(tài)離子形成1摩離子晶體時(shí)釋放的能量 晶格能的大小與陰 陽離子所帶電荷的乘積成正比 與陰 陽離子間的距離成反比 簡言之 晶格能的大小與離子帶電量成正比 與離子半徑成反比 晶格能越大 形成的離子晶體越穩(wěn)定 離子鍵越強(qiáng) 熔點(diǎn)越高 硬度越大 仔細(xì)閱讀表3 8 分析晶格能的大小與離子晶體的熔點(diǎn)有什么關(guān)系 離子晶體的晶格能與哪些因素有關(guān) 總結(jié) 離子晶體有什么特點(diǎn) 無單個(gè)分子存在 NaCl不表示分子式 熔沸點(diǎn)較高 硬度較大 難揮發(fā)難壓縮 且隨著離子電荷的增加 核間距離的縮短 晶格能增大 熔點(diǎn)升高 一般易溶于水 而難溶于非極性溶劑 固態(tài)不導(dǎo)電 水溶液或者熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電 哪些物質(zhì)屬于離子晶體 強(qiáng)堿 部分金屬氧化物 部分鹽類 各類型離子晶體晶胞的比較 Na 6 Cl 6 Cs Cl 8 8 Zn2 S2 4 4 Ca2 F 4 8 Na Cl Cs Cl Zn2 S2 Ca2 F Na Cl Cs Cl Zn2 S2 Ca2 F 6 6 8 8 4 4 4 8 4 4 1 1 4 4 8 4 KBrAgCl MgO CaS BaSe ZnS AgI BeO CsCl CsBr CsI TlCl 堿土金屬鹵化物 堿金屬氧化物 總結(jié)歸納 物質(zhì)的熔點(diǎn)與晶體類型的關(guān)系1 若晶體類型不同 一般情況下 原子晶體 離子晶體 分子晶體 2 若晶體類型相同 則有 離子晶體中 結(jié)構(gòu)相似時(shí) 離子半徑越小 離子電荷越高 晶格能越大 離子鍵就越強(qiáng) 熔點(diǎn)就越高 原子晶體中 結(jié)構(gòu)相似時(shí) 原子半徑越小 共價(jià)鍵鍵長越短 鍵能越大 熔點(diǎn)越高 分子晶體中 不含氫鍵時(shí) 分子組成和結(jié)構(gòu)相似時(shí) 相對(duì)分子質(zhì)量越大 范德華力就越強(qiáng) 熔點(diǎn)就越高 金屬晶體中 離子半徑越小 離子電荷越高 金屬鍵就越強(qiáng) 熔點(diǎn)就越高 合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)低 隨堂練習(xí) 1 下列敘述錯(cuò)誤的是 A 帶相反電荷離子之間的相互吸引稱為離子鍵B 金屬元素與非金屬元素化合時(shí) 不一定形成離子鍵C 某元素的原子最外層只有1個(gè)電子 它跟鹵素相互結(jié)合時(shí)所形成的化學(xué)鍵不一定是離子鍵D 非金屬原子間不可能形成離子鍵 AD 2 下列有關(guān)離子化合物的說法正確的是 A 離子化合物中一定含有金屬元素 含金屬元素的化合物一定是離子化合物B 離子鍵只存在于離子化合物中 離子化合物中一定含有離子鍵C 離子化合物中不可能含有共價(jià)鍵D 離子化合物受熱熔化破壞化學(xué)鍵 吸收熱量 屬于化學(xué)變化 3 離子晶體不可能具有的性質(zhì)是 A 較高的熔 沸點(diǎn)B 良好的導(dǎo)電性C 溶于極性溶劑D 堅(jiān)硬而易粉碎 BD B 4 下列性質(zhì)適合于離子晶體的是 A 熔點(diǎn)1070 易溶于水 水溶液能導(dǎo)電B 熔點(diǎn)10 31 液態(tài)不導(dǎo)電 水溶液導(dǎo)電C 能溶于CS2 熔點(diǎn)112 8 沸點(diǎn)444 6 D 熔點(diǎn)97 81 質(zhì)軟 導(dǎo)電 密度0 97g cm3 5 離子晶體不導(dǎo)電 為什么熔化后或溶于水后能導(dǎo)電 A 提示 是否有自由移動(dòng)的帶電微粒 6 若已知NaCl的摩爾質(zhì)量為Mg mol晶胞的邊長為acm 設(shè)阿伏加德常數(shù)為NA 則NaCl晶體的密度為 g cm3 晶胞法 小立方體法 1 2 3 4 5 6 8 7 8 中學(xué)教材上圖示的NaCl晶體結(jié)構(gòu) 它向三維空間延伸得到完美晶體 NiO晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相同 Ni2 與鄰近的O2 核間距為a 10 8 計(jì)算NiO晶體密度 已知NiO摩爾質(zhì)量為74 7g mol 1 解 在該晶體中最小正方體中所含的Ni2 O2 個(gè)數(shù)均為 即晶體中每個(gè)小正方體中平均含有1 2個(gè)NiO 其質(zhì)量為 而此小正方體體積為 a 10 8 3 故NiO晶體密度為 總結(jié) 課堂練習(xí)題 a 10 8 3 綜合應(yīng)用 變式 1