高中化學(xué)江蘇專版選修3專題3 第二單元 離子鍵　離子晶體教學(xué) ppt課件

1、 第二單元第二單元 離子鍵離子鍵 離子晶體離子晶體一、離子鍵的構(gòu)成一、離子鍵的構(gòu)成二、離子晶體二、離子晶體 相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子之間劇烈的相互作用子之間劇烈的相互作用 化學(xué)鍵化學(xué)鍵 離子鍵離子鍵 共價(jià)鍵共價(jià)鍵 金屬鍵金屬鍵 極性共價(jià)鍵極性共價(jià)鍵非極性共價(jià)鍵非極性共價(jià)鍵化學(xué)鍵：化學(xué)鍵：Na+Cl電子轉(zhuǎn)移電子轉(zhuǎn)移不穩(wěn)定不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定一、離子鍵的構(gòu)成一、離子鍵的構(gòu)成 普通而言，電負(fù)性較大的非金屬元普通而言，電負(fù)性較大的非金屬元素的原子容易獲得電子構(gòu)成陰離子，電素的原子容易獲得電子構(gòu)成陰離子，電負(fù)性較小的金屬元素的原子容易失去電負(fù)性較小的金屬元素的原子容易失去電子而構(gòu)成陽離子。子而構(gòu)

2、成陽離子。 當(dāng)這兩種原子所屬元素的電負(fù)性當(dāng)這兩種原子所屬元素的電負(fù)性差值必需大于差值必需大于1.7相互接近到一定程相互接近到一定程度時(shí)，原子間容易發(fā)生電子得失而構(gòu)成度時(shí)，原子間容易發(fā)生電子得失而構(gòu)成陰、陽離子，陰、陽離子， 陰、陽離子經(jīng)過靜電作陰、陽離子經(jīng)過靜電作用用離子鍵構(gòu)成穩(wěn)定的化合物。離子鍵構(gòu)成穩(wěn)定的化合物。 在氯化鈉晶體中，在氯化鈉晶體中，Na+和和Cl間存在哪些作用力？間存在哪些作用力？ 1、Na+離子和離子和Cl離子間的靜電吸引作用離子間的靜電吸引作用 2、陰、陽離子的核外電子之間；陰、陽離子的原子核、陰、陽離子的核外電子之間；陰、陽離子的原子核之間的靜電排斥作用之間的靜電排斥作用

3、 當(dāng)陰、陽離子接近到某一定間隔時(shí)，當(dāng)陰、陽離子接近到某一定間隔時(shí)，靜電引力和靜電斥力到達(dá)平衡，陰陽離子靜電引力和靜電斥力到達(dá)平衡，陰陽離子間堅(jiān)持一定的平衡核間距，構(gòu)成穩(wěn)定的離間堅(jiān)持一定的平衡核間距，構(gòu)成穩(wěn)定的離子鍵，整個(gè)體系到達(dá)能量最低形狀。子鍵，整個(gè)體系到達(dá)能量最低形狀。 離子鍵離子鍵 陰、陽離子間經(jīng)過靜電作用所陰、陽離子間經(jīng)過靜電作用所構(gòu)成的化學(xué)鍵。構(gòu)成的化學(xué)鍵。2、成鍵微粒：、成鍵微粒：3、本質(zhì)：、本質(zhì)：陰、陽離子陰、陽離子靜電作用靜電引力和斥力靜電作用靜電引力和斥力1、成鍵的必要條件：、成鍵的必要條件：所屬元素的電負(fù)性差值必需大于所屬元素的電負(fù)性差值必需大于1.74、特、特 征：征：無

4、方向性和飽和性無方向性和飽和性 通常情況下，陰、通常情況下，陰、 陽離子可以看成陽離子可以看成是球形對稱的。是球形對稱的。 陰、陽離子的電荷分布陰、陽離子的電荷分布也是球形對稱的，它們在空間各個(gè)方向也是球形對稱的，它們在空間各個(gè)方向上的靜電作用一樣，所以在各個(gè)方向上上的靜電作用一樣，所以在各個(gè)方向上都可以與帶相反電荷的離子發(fā)生靜電作都可以與帶相反電荷的離子發(fā)生靜電作用；只需空間條件允許，一個(gè)離子可以用；只需空間條件允許，一個(gè)離子可以同時(shí)吸引多個(gè)帶相反電荷的離子。同時(shí)吸引多個(gè)帶相反電荷的離子。CsCl的晶體構(gòu)造的晶體構(gòu)造CuSO45H2OCaF2BaSO4二、離子晶體二、離子晶體2、微粒間作用力

5、：、微粒間作用力：3、晶體特性：、晶體特性：離子鍵離子鍵熔點(diǎn)較高，硬度較大且熔點(diǎn)較高，硬度較大且脆，難揮發(fā)、難緊縮、脆，難揮發(fā)、難緊縮、熔融或溶于水能導(dǎo)電。熔融或溶于水能導(dǎo)電。1、構(gòu)成微粒：、構(gòu)成微粒：陰、陽離子陰、陽離子 常溫常壓下，離子化合物大多數(shù)以常溫常壓下，離子化合物大多數(shù)以晶體離子晶體的方式存在。晶體離子晶體的方式存在。 離子晶體離子晶體陰、陽離子經(jīng)過離子鍵結(jié)合，在空陰、陽離子經(jīng)過離子鍵結(jié)合，在空間呈現(xiàn)有規(guī)律的陳列所構(gòu)成的晶體。間呈現(xiàn)有規(guī)律的陳列所構(gòu)成的晶體。為什么離子晶體不能導(dǎo)電為什么離子晶體不能導(dǎo)電? ? 固態(tài)時(shí)固態(tài)時(shí), ,離子晶體中的陰、陽離子經(jīng)過離子晶體中的陰、陽離子經(jīng)過離子

6、鍵緊緊的束縛在一同離子鍵緊緊的束縛在一同, ,不能自在挪動(dòng)。不能自在挪動(dòng)。 離子晶體中存在較強(qiáng)的離子鍵離子晶體中存在較強(qiáng)的離子鍵, ,減弱或減弱或破壞這些離子鍵破壞這些離子鍵, ,都需求較多的能量。都需求較多的能量。思索思索為什么離子晶體的硬度較大、熔點(diǎn)為什么離子晶體的硬度較大、熔點(diǎn)較高較高? ? 晶格能晶格能U U 指拆開指拆開1mol 1mol 離子晶體使之構(gòu)成氣態(tài)陰離子離子晶體使之構(gòu)成氣態(tài)陰離子和陽離子所吸收的能量。例如：和陽離子所吸收的能量。例如：NaCl(s)Na+(g)+ClNaCl(s)Na+(g)+Cl(g) U=786kJmol(g) U=786kJmol1 1 1、晶格能越

7、大，闡明離子晶體中的離、晶格能越大，闡明離子晶體中的離子鍵越結(jié)實(shí)，離子晶體越穩(wěn)定。子鍵越結(jié)實(shí)，離子晶體越穩(wěn)定。 2、 普通而言，晶格能越高，離子晶體普通而言，晶格能越高，離子晶體的熔點(diǎn)越高、硬度越大。的熔點(diǎn)越高、硬度越大。某些離子晶體的晶格能以及晶體中的離子電荷、某些離子晶體的晶格能以及晶體中的離子電荷、核間距、晶體的熔點(diǎn)、硬度核間距、晶體的熔點(diǎn)、硬度ABAB型型離子晶離子晶體體核間距核間距ro /pmro /pm晶格能晶格能U/kJmol1U/kJmol1熔點(diǎn)熔點(diǎn)m.p./oCm.p./oC摩氏摩氏硬度硬度NaF2319239933.2NaCl2827868012.5NaBr29874774

8、72.5NaI323704661O2FNa+Mg2+Al3+ 18e粒子：粒子： S2ClK+Ca2+ r (陽離子陽離子) r(原子原子)； 如：如：r (Na+) r(Na) r(高價(jià)離子高價(jià)離子) r(低價(jià)離子低價(jià)離子) ； 如：如：r(Fe3+) r(Fe2+) r(陰離子陰離子) r(原子原子)； 如：如：r(Cl) r(Cl)思索思索 哪些物質(zhì)中含有離子鍵？哪些物質(zhì)中含有離子鍵？ 活潑金屬元素活潑金屬元素(IA，IIA)和活潑非金屬和活潑非金屬元素元素(VIA，VIIA)之間構(gòu)成的化合物。之間構(gòu)成的化合物。離子化合物離子化合物含有離子鍵的化合物含有離子鍵的化合物 普通說來，以下化合

9、物通常為離子普通說來，以下化合物通常為離子化合物。如：化合物。如： 強(qiáng)堿、大多數(shù)鹽。強(qiáng)堿、大多數(shù)鹽。 “類鹽：類鹽：Na2O2、CaO2、CaC2 、 NaH食鹽的晶體構(gòu)造食鹽的晶體構(gòu)造NaCl晶體中陰、陽離子配位數(shù)晶體中陰、陽離子配位數(shù)NaClNaCl的晶體構(gòu)造模型的晶體構(gòu)造模型氯氯化化鈉鈉中中離離子子配配位位數(shù)數(shù)氯氯化化銫銫的的晶晶體體構(gòu)構(gòu)造造-Cs+-Cl-CsClCsCl的晶體構(gòu)造表示圖的晶體構(gòu)造表示圖S2、Zn2+的的配位數(shù)均為配位數(shù)均為4S2的配位數(shù)為的配位數(shù)為4Zn2+的配位數(shù)為的配位數(shù)為4 指一個(gè)離子周圍最臨近的異指一個(gè)離子周圍最臨近的異電性離子的數(shù)目。電性離子的數(shù)目。 離子晶

10、體的配位數(shù)離子晶體的配位數(shù)離子晶體離子晶體 陰離子的配位數(shù)陰離子的配位數(shù)陽離子的配位數(shù)陽離子的配位數(shù)NaClCsClZnS NaCl和CsCl晶體中陰、陽離子的配位數(shù)668844 離子晶體中離子的配位數(shù)與它們的相對離子晶體中離子的配位數(shù)與它們的相對大小有關(guān)，與其所帶電荷數(shù)目的多少無關(guān)。大小有關(guān)，與其所帶電荷數(shù)目的多少無關(guān)。思索思索他以為是什么要素決議了離他以為是什么要素決議了離子晶體中離子的配位數(shù)？子晶體中離子的配位數(shù)？ 在離子晶體中，陰、陽離子總是盡在離子晶體中，陰、陽離子總是盡能夠嚴(yán)密地陳列，且一種離子周圍緊鄰能夠嚴(yán)密地陳列，且一種離子周圍緊鄰的帶相反電荷的離子越多，體系的能量的帶相反電荷

11、的離子越多，體系的能量越低，所構(gòu)成的離子晶體越穩(wěn)定。越低，所構(gòu)成的離子晶體越穩(wěn)定。 離子晶體中，一種離子周圍所環(huán)繞離子晶體中，一種離子周圍所環(huán)繞的帶相反電荷離子數(shù)目的多少與陰、陽的帶相反電荷離子數(shù)目的多少與陰、陽離子半徑之比離子半徑之比 r+ / r 有關(guān)有關(guān)離子離子Na+Cs+ Cl離子半徑離子半徑/pm95169181陰、陽離子半徑比與離子配位數(shù)的關(guān)系陰、陽離子半徑比與離子配位數(shù)的關(guān)系常見陰、陽離子的半徑常見陰、陽離子的半徑離子晶體離子晶體ZnSNaClCsClCsFr+ / r配位數(shù)配位數(shù)468120.7321.00.4140.7320.2250.4141.01、一個(gè)氯化鈉晶胞中有、一個(gè)

12、氯化鈉晶胞中有Na+、 Cl各多少個(gè)？各多少個(gè)？Na+= (1 + 12/4) = 4個(gè)個(gè)Cl= (8/8 + 6/2) = 4個(gè)個(gè) 2、在、在NaCl晶體中，與每個(gè)晶體中，與每個(gè)Na+(或或Cl)間隔最間隔最近的近的Cl(Na+)是幾個(gè)？與每個(gè)是幾個(gè)？與每個(gè)Na+(Cl) 間隔間隔最近的最近的Na+(Cl)是幾個(gè)？是幾個(gè)？Na+和和Cl的位置：的位置：Na+：體心和棱中點(diǎn)；：體心和棱中點(diǎn)； Cl：面心和頂點(diǎn)，或：面心和頂點(diǎn)，或者反之。者反之。Na+ Cl-與與Na+等間隔且最等間隔且最近的近的Na+有：有：與與Cl 等間隔且最等間隔且最近的近的Cl有：有：與與Na+等間隔且最等間隔且最近的近的Cl有：有：與與Cl等間隔且最等間隔且最近的近的Na+有：有：12個(gè)個(gè)6個(gè)個(gè)12個(gè)個(gè)6個(gè)個(gè)食食鹽鹽的的晶晶體體構(gòu)構(gòu)造造CsCl晶體晶體構(gòu)造表示圖：晶體晶體