晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第4節(jié)離子晶體第1和2課時(shí)

1、離子晶體,晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三章第四節(jié),第一課時(shí),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(guò)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(yáng)離子和自由電子,很高,很低,差別較大,差別較大,很大,很小,無(wú)(硅為半導(dǎo)體,無(wú),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,判斷下列晶體的類(lèi)型,金屬 晶體,分子 晶體,原子 晶體,思考并討論： 氯化鈉晶體的構(gòu)成微粒是什么?構(gòu)成晶體的微粒間的相互作用力是什么？它是哪種晶體類(lèi)型,2Na + Cl2 = 2NaCl,1、定義： 2

2、、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： (1)成鍵粒子： (2)相互作用力： 常見(jiàn)的離子晶體,強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、大部分的鹽類(lèi),由陽(yáng)離子和陰離子通過(guò)離子鍵結(jié)合而成的晶體,陰、陽(yáng)離子,離子鍵,一、離子晶體,根據(jù)前面的討論總結(jié)離子晶體的理論知識(shí),有無(wú)單個(gè)分子存在,無(wú)單個(gè)分子存在;NaCl不表示分子式,材料,晶體的硬度,金剛石,食 鹽,石 墨,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

3、劑,固態(tài)不導(dǎo)電,水溶液或者熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電,1.判斷下列物質(zhì) 屬于離子晶體？ 1.SiO2 2.CaCl2 3.NaOH 4.冰糖(C12H22O11) 5.BaSO4 6.I2 7.P2O5 8. NH4NO3 9. H2O 10.HCl 11. NaHCO3 12. Na2O,2、3、5、8、11、12,隨堂練習(xí),2.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(chēng)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,3.下列有關(guān)離子化合物的說(shuō)

4、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,4.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,B,B,5.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/cm3,6.

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,鈉離子和氯離子在晶胞中的位置,4、幾種常見(jiàn)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(lèi)繁多,結(jié)構(gòu)多樣,Na,Cl,或者反之,交錯(cuò)排列,相同離子的位置：最小面對(duì)角線位置,不同離子的位置：最小面相鄰位置,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,每個(gè)NaCl晶胞含Na+、Cl-的個(gè)數(shù),Na,Cl,Na,Cl,CsCl的晶體結(jié)構(gòu)及晶胞構(gòu)示意圖,2）CsCl晶胞,銫離子和氯離子的位置,銫離子： 氯離子,每個(gè)晶胞含銫離子、氯離子的個(gè)數(shù),銫離子：

6、 氯離子,或者反之,1個(gè),1個(gè),體心,頂點(diǎn),Cl,Cs,在NaCl晶體中，與Na+(Cl-)等距離且最近的Cl-(Na+)有幾個(gè),在CsCl晶體中，與Cs+(Cl-)等距離且最近的Cl-(Cs+)有幾個(gè),我們來(lái)研究晶體中的配位數(shù),在離子晶體中離子的配位數(shù)(縮寫(xiě)為C.N.)是指一個(gè)離子周?chē)钹徑漠愲娦噪x子的數(shù)目,NaCl和CsCl的晶胞,P78科學(xué)探究1,填表,NaCl的晶體結(jié)構(gòu)模型,NaCl晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù),Na+的配位數(shù)為,Cl-的配位數(shù)為,6,6,CsCl的晶體結(jié)構(gòu)及晶胞構(gòu)示意圖,Cs+的配位數(shù)為,Cl-的配位數(shù)為,8,8,6,6,1:1,8,8,1:1,科學(xué)探究1,找出NaCl

7、、CsCl兩種離子晶體中陽(yáng)離子和陰離子的配位數(shù),結(jié)論：AB型離子化合物中 陰離子的配位數(shù)=陰離子的配位數(shù),NaCl、CsCl都是同一主族的氯化物,且都是AB型，為什么它們的配位數(shù)卻不相同呢(NaCl的是6, CsCl的是8),根據(jù)表35、表36分析,什么因素影響了離子晶體中離子的配位數(shù)？利用相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算，并填表,P79科學(xué)探究2,0.525,0.934,r+/r- 越大，配位數(shù)越大,規(guī)律,結(jié)論：晶體中正負(fù)離子的的半徑比(r+/r-)是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素,簡(jiǎn)稱(chēng)幾何因素。 一般決定配位數(shù)的多少:正負(fù)離子的半徑比越大,配位數(shù)越多,0.525,0.934,r+/r- 越大，配位數(shù)越大,規(guī)律,Z

8、nS晶胞,請(qǐng)閱讀P79,影響離子晶體中離子配位數(shù)的因素還有哪些,3）CaF2 (螢石)型晶胞,Ca2+的配位數(shù),F-的配位數(shù),1）立方晶系，面心立方晶胞,2） Ca2+立方最密堆積，F(xiàn)-填充在全部 四面體空隙中（4球1空,3）配位數(shù),4個(gè)Ca2+和8個(gè)F,CaF2晶體中Ca2+ 和F-的位置關(guān)系如何? 一個(gè)CaF2晶胞中含Ca2+ 、F-個(gè)數(shù)是多少,8,4,依據(jù)圖329，數(shù)出配位數(shù)，完成下列空格思考為什么離子晶體中陰陽(yáng)離子配位數(shù)的比值會(huì)有不同？受什么因素影響？ 總結(jié)影響離子晶體配位數(shù)的因素,CaF2的晶胞,例：CaF2的晶體中，Ca2和F的電荷數(shù)之比_，個(gè)數(shù)之比_，Ca2配位數(shù)是_，F(xiàn)的配位數(shù)

9、是_,1:2,2:1,8,4,圖示為CaF2晶胞的1/8,觀察點(diǎn)為上左前方,晶胞上面心,影響離子晶體中離子配位數(shù)的因素還有： 正負(fù)離子電荷比,正負(fù)離子的配位數(shù)比=正負(fù)離子電荷比 =正負(fù)離子的數(shù)目反比,5、決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素,1）幾何因素 （2）電荷因素 （3）鍵性因素,晶體中正負(fù)離子的半徑比,晶體中正負(fù)離子的電荷比,離子鍵的純粹因素(本書(shū)不介紹,一般決定配位數(shù)的多少:正負(fù)離子的半徑比越大,配位數(shù)越多,正負(fù)離子的配位數(shù)比=正負(fù)離子電荷比 =正負(fù)離子的數(shù)目反比,1、下列各指定微粒的數(shù)目之比不是1:1的是 A、Na2O2晶體中的陰離子和陽(yáng)離子 B、NaHCO3晶體中的鈉離子和碳酸氫根離子 C、

10、離子中的質(zhì)子和中子 D、NH4Cl溶液中銨根離子和氯離子,2、CaF2 晶體中正離子的配位數(shù)8,負(fù)離子的配位數(shù)為 。 TiO2晶體中正離子的配位數(shù)為6，負(fù)離子的配位數(shù)為多少？ ZnS晶體中負(fù)離子的配位數(shù)是4,正離子的配位數(shù)為多少,4,3,4,AD,正負(fù)離子電荷比=正負(fù)離子的配位數(shù)比,3、如圖所示，在氯化鈉晶體中，與 每個(gè)Na+等距離且最近的幾個(gè)Cl- 所圍 成的空間幾何構(gòu)型（ ） A、十二面體 B、正八面體 C、正六面體 D、正四面體,B,NaCl晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù),Na+的配位數(shù)為,Cl-的配位數(shù)為,6,6,十四面體,1）如圖直線交點(diǎn)處的圓圈為NaCl晶體中Na+或Cl-所處位置，晶體

11、中，每個(gè)Na+周?chē)c它最接近的且距離相等的Na+個(gè)數(shù)為：_,12,選做練習(xí)題1,2) 這些Na+離子中心 圍成的空間幾何圖形是 _,與Na+最近的Na+的個(gè)數(shù)及圍成的幾何圖形,十四面體,干冰晶體結(jié)構(gòu)示意圖,由此可見(jiàn)，每個(gè)二氧化碳分子周?chē)?2個(gè)二氧化碳分子,氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)示意圖,由此可見(jiàn)，每個(gè)鈉離子周?chē)?2個(gè)鈉離子 其組成了十四面體,氯離子,氯離子,選練2：若已知NaCl的摩爾質(zhì)量為 M g/mol晶胞的邊長(zhǎng)為a cm，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,再見(jiàn),科學(xué)視野,含復(fù)雜離子的離子晶體,碳酸鹽在一定溫度下發(fā)生分解的規(guī)律,碳酸鹽的分解溫度與金屬

12、陽(yáng)離子所帶的電荷及陽(yáng)離子半徑有關(guān) 金屬陽(yáng)離子所帶的電荷越多、陽(yáng)離子半徑越小，金屬陽(yáng)離子與碳酸根中的氧離子作用越強(qiáng)，碳酸鹽的分解溫度越低,二、晶格能,1、定義：氣態(tài)離子形成1mol離子晶體時(shí)釋放的能量，通常取正值。 晶格能的大小與陰、陽(yáng)離子所帶電荷的乘積成正比，與陰、陽(yáng)離子間的距離成反比。 2、規(guī)律：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38，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),某些離子晶體的晶格能,問(wèn)題： 1、什么是巖漿晶出？ 2、巖漿晶出順序與晶格能的關(guān)系,閱讀,科學(xué)視野巖漿晶出規(guī)則與晶格能,晶格能高的晶體熔

13、點(diǎn)較高，更容易在巖漿冷卻過(guò)程中冷卻下來(lái)，從而先結(jié)晶,巖漿晶出規(guī)則與晶格能,2、影響晶格能的大小的因素 ： （1）陰、陽(yáng)離子所帶電荷的越多晶格能越大。 （2）陰、陽(yáng)離子的半徑越小，晶格能越大,3、晶格能越大，形成的離子晶體的離子鍵越強(qiáng)，形成的離子晶體越穩(wěn)定，熔點(diǎn)越高、硬度越大,1、定義：氣態(tài)離子形成1摩離子晶體時(shí)釋放的能量,小結(jié)晶格能,小結(jié),離子晶體特點(diǎn)： 無(wú)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。 屬于離子晶體的： 強(qiáng)堿、部分金屬氧化物、部分鹽類(lèi),練習(xí)：已知：FexO晶體結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺陷，x值小于1，測(cè)知FexO晶體密度為=5.71g/cm3，晶胞