【高中化學(xué)】離子晶體【 課件】2022-2023學(xué)年高二化學(xué)同步課件（人教版2019選擇性必修二）

網(wǎng)科學(xué)第三節(jié)金屬晶體與離子晶體第2課時(shí)

離子晶體教學(xué)目標(biāo)1.掌握離子晶體的概念，能識(shí)別NaCl、CsCl、CaF2的晶胞結(jié)構(gòu)。2.認(rèn)識(shí)離子晶體的物理性質(zhì)與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系。P87-88膽礬螢石重晶石燒堿CuSO4·5H2OCaF2BaSO4NaOH二、離子晶體什么是離子晶體呢？Na+Cl－電子轉(zhuǎn)移18氯化鈉的形成過(guò)程：NaCl晶體Na+Cl-從氯化鈉認(rèn)識(shí)離子晶體→像NaCl這樣，通過(guò)離子鍵結(jié)合所形成的晶體就叫離子晶體。【知識(shí)回顧1】1.什么叫離子鍵，離子鍵的構(gòu)成微粒是什么？微粒間作用力是什么？2.

什么叫離子晶體？哪些物質(zhì)屬于離子晶體？1、離子鍵使陰、陽(yáng)離子間結(jié)合成化合物的靜電作用叫做離子鍵。成鍵粒子鍵的本質(zhì)靜電引力和斥力（1）特征：二、離子晶體以離子鍵結(jié)合的化合物傾向于形成緊密堆積，使每個(gè)離子周圍盡可能多地排列異性電荷的離子，從而達(dá)到穩(wěn)定的目的。沒(méi)有方向性和飽和性。Na+Cl－+—+—NaCl晶體Na+Cl-1、離子鍵使陰、陽(yáng)離子間結(jié)合成化合物的靜電作用叫做離子鍵。成鍵粒子鍵的本質(zhì)靜電引力和斥力（1）特征：二、離子晶體NaCl晶體Na+Cl-沒(méi)有方向性和飽和性。Na+Cl－+—+—（2）影響因素：一般說(shuō)來(lái)，陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)1.下列不是離子化合物的是(

)

A.H2O B.CaI2

C.KOH

D.NaNO3同步練習(xí)解析:A項(xiàng)H2O中沒(méi)有離子鍵,不是離子化合物。A2.(雙選)下列關(guān)于離子鍵的敘述一定正確的是(

)A.離子鍵是通過(guò)陰、陽(yáng)離子的靜電吸引形成的B.金屬與非金屬化合,不一定都能形成離子鍵C.凡含離子鍵的化合物,一定含金屬元素D.離子鍵只能由陰、陽(yáng)離子通過(guò)靜電作用形成同步練習(xí)BDAlCl3NH4Cl2.離子晶體強(qiáng)堿、活潑金屬的氧化物和過(guò)氧化物、大多數(shù)鹽→常見(jiàn)的離子晶體→離子晶體無(wú)單個(gè)分子存在；如NaCl不表示分子式二、離子晶體:陰、陽(yáng)離子通過(guò)離子鍵結(jié)合、在空間呈現(xiàn)規(guī)則幾何外形的晶體。均為離子化合物NaCl晶胞NaCl晶體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，還向空間延伸。晶胞是從無(wú)限結(jié)構(gòu)中剝離的一個(gè)重復(fù)單元!晶胞二、離子晶體3.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)①NaCl晶體NaCl晶胞的球棍模型思考：1個(gè)NaCl晶胞中有幾個(gè)Na+，幾個(gè)Cl-？NaCl晶胞的模型NaCl晶胞Na+：體心和棱中點(diǎn)Cl-：面心和頂點(diǎn)或者反之;交錯(cuò)排列二、離子晶體3.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)Cl?Na+(1)每個(gè)晶胞含Na+、Cl-的個(gè)數(shù)：Cl-:8×+6×=4(個(gè))1812Na+:1412×+1=4(個(gè))化學(xué)式：“NaCl”晶胞中各離子的位置分布？Cl?Na+(2)配位數(shù)→每個(gè)Na＋周圍與之最接近且距離相等的Cl－有____個(gè)。6NaCl晶胞二、離子晶體3.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)指一個(gè)離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目(2)配位數(shù)→每個(gè)Na＋周圍與之最接近且距離相等的Cl－有____個(gè)。NaCl晶胞二、離子晶體3.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)指一個(gè)離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目→每個(gè)Cl－周圍與之最接近且距離相等的Na＋有____個(gè)。6→6個(gè)Na+連線形成的空間幾何構(gòu)型是__________。正八面體

Na+的配位數(shù)：Cl-的配位數(shù)：666Cl－Na＋NaCl晶胞二、離子晶體3.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)(3)Na+周圍最近的Na+數(shù)：Cl-周圍最近的Cl-數(shù)：1212Cl－Na＋小結(jié)NaCl的微觀結(jié)構(gòu)特征(1)每個(gè)NaCl晶胞含4個(gè)Na+、4個(gè)Cl-

(2)Na+的配位數(shù)：Cl-的配位數(shù)：66(3)Na+周圍最近的Na+數(shù)：Cl-周圍最近的Cl-數(shù)：1212每個(gè)Na＋周圍與之最接近且距離相等的Cl－有6個(gè)，Na＋有12個(gè)。每個(gè)Cl－周圍與之最接近且距離相等的Na＋有6個(gè)，Cl－有12個(gè)。八面體空隙填入正離子小結(jié)NaCl的微觀結(jié)構(gòu)特征面心立方最密堆積3.下列有關(guān)離子晶體的敘述中，不正確的是A.1mol氯化鈉晶體中有NA個(gè)NaCl分子B.氯化鈉晶體中，每個(gè)Na＋周圍距離最近且相等的Cl－共有6個(gè)C.醋酸鈉屬于離子晶體，含非極性鍵D.平均每個(gè)NaCl晶胞中有4個(gè)Na＋、4個(gè)Cl－A同步練習(xí)4．在冰晶石{Na3[AlF6]}晶胞中，[AlF6]3－占據(jù)的位置相當(dāng)于NaCl晶胞中Cl－占據(jù)的位置，則冰晶石晶胞中含Na＋數(shù)為(

)A．12

B．8C．4

D．3解析NaCl晶胞中Cl－個(gè)數(shù)為4，由題意知，冰晶石晶胞中[AlF6]3－的個(gè)數(shù)也應(yīng)當(dāng)為4，在Na3[AlF6]中，Na＋和[AlF6]3－的個(gè)數(shù)比為3∶1，所以冰晶石晶胞中含Na＋個(gè)數(shù)為4×3＝12同步練習(xí)ACsCl晶胞二、離子晶體3.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)Cl-Cs+(1)粒子位置Cl-Cs+CsCl晶胞二、離子晶體3.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)(1)粒子位置Cl-位于頂點(diǎn)Cs+位于體心或者反之;交錯(cuò)排列Cl-Cs+Cl-Cs+CsCl晶胞二、離子晶體3.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)Cl-Cs+(1)粒子位置Cl-位于頂點(diǎn)Cs+位于體心(2)每個(gè)晶胞含Cs+、Cl-的個(gè)數(shù)：Cl-:Cs+:1個(gè)188×=1(個(gè))或者反之;交錯(cuò)排列“CsCl”僅表示物質(zhì)組成，不表示分子式Cl-Cs+→8個(gè)離子所圍成的的空間幾何構(gòu)型是__________。CsCl晶胞二、離子晶體3.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)Cl-Cs+(3)配位數(shù)每個(gè)Cs+同時(shí)吸引著

個(gè)Cl?每個(gè)Cl?同時(shí)吸引著

個(gè)Cs+88正六面體(立方體)Cl-Cs+1243765以Cs+在晶胞的頂點(diǎn)為例8CsCl晶胞二、離子晶體3.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)(4)Cs+周圍最近的Cs+數(shù)：Cl-周圍最近的Cl-數(shù)：66小結(jié)CsCl的微觀結(jié)構(gòu)特征(1)每個(gè)CsCl晶胞含1個(gè)Cs+、1個(gè)Cl-

(2)Cs+的配位數(shù)：Cl-的配位數(shù)：88(3)Cs+周圍最近的Cs+數(shù)：Cl-周圍最近的Cl-數(shù)：66Cl-Cs+每個(gè)Cs＋周圍與之最接近且距離相等的Cl－有8個(gè)，Cs＋有6個(gè)。每個(gè)Cl－周圍與之最接近且距離相等的Cs＋有8個(gè)，Cl－有6個(gè)。Cl-Cs+5.根據(jù)CsCl的晶胞結(jié)構(gòu)分析，CsCl晶體中兩距離最近的Cs＋間距離為a，則每個(gè)Cs＋周圍與其距離為a的Cs＋數(shù)目為_(kāi)____；每個(gè)Cs＋周圍距離相等且次近的Cs＋數(shù)目為_(kāi)____，距離為_(kāi)____；每個(gè)Cs＋周圍距離相等且第三近的Cs＋數(shù)目為_(kāi)___，距離為_(kāi)____；每個(gè)Cs＋周圍緊鄰且等距的Cl－數(shù)目為_(kāi)___。61288同步練習(xí)1.粒子位置：2.晶胞中的離子數(shù)：3.Ca2+、F-離子配位數(shù)比：CaF2晶胞Ca2+位于頂點(diǎn)和面心F-位于立方體內(nèi)Ca2+F-

個(gè)Ca2+，

個(gè)F-Ca2+F-F-配位數(shù)：配位多面體：8:4Ca2+配位數(shù)：配位多面體：8立方體遷移應(yīng)用認(rèn)識(shí)晶胞488×+6×=4(個(gè))1812Ca2+:正四面體4能力拓展CuSO4?5H2O提示：如CuSO4?5H2O中還存在共價(jià)鍵、分子間作用力，有些還有氫鍵等，但主體是離子鍵。思考：離子晶體只存在離子鍵作用力嗎？試舉例說(shuō)明→以上討論了NaCl、CsCl、CaF2三種離子晶體.能力拓展→實(shí)際上，大量離子晶體的陰離子或陽(yáng)離子不是單原子離子，

有的還存在電中性分子(如H2O、NH3等)?！w中也存在范德華力，只是當(dāng)能量份額很低時(shí)不提及。然而，貫穿整個(gè)晶體的主要作用力仍是陰、陽(yáng)離子之間的作用力。例如:CaCO3、K2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O等，在這些離子晶體中還存在共價(jià)鍵、氫鍵等。離子晶體①陰、陽(yáng)離子(單原子或多原子)②電中性分子構(gòu)成微粒離子鍵共價(jià)鍵氫鍵范德華力作用力總結(jié)概括二、離子晶體4.離子晶體的性質(zhì)探究(1)NaCl等離子晶體在熔融狀態(tài)下導(dǎo)電、水溶液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電有什么不同?“金屬的導(dǎo)電”：二、離子晶體4.離子晶體的性質(zhì)探究(1)NaCl等離子晶體在熔融狀態(tài)下導(dǎo)電、水溶液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電有什么不同?“離子晶體”的導(dǎo)電：→離子晶體中，離子鍵較強(qiáng)，離子不能自由移動(dòng)，即晶體中無(wú)自由移動(dòng)的離子，因此，離子晶體不導(dǎo)電?！?dāng)升高溫度時(shí)，陰、陽(yáng)離子獲得足夠能量克服離子間的相互作用，成為自由移動(dòng)的離子(熔融狀態(tài))，在外界電場(chǎng)作用下，離子定向移動(dòng)而形成電流。①離子晶體在熔融狀態(tài)下導(dǎo)電二、離子晶體4.離子晶體的性質(zhì)探究(1)NaCl等離子晶體在熔融狀態(tài)下導(dǎo)電、水溶液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電有什么不同?“離子晶體”的導(dǎo)電：→離子化合物溶于水時(shí)，陰、陽(yáng)離子受到水分子作用變成了自由移動(dòng)的離子(實(shí)質(zhì)上是水合離子)，在外界電場(chǎng)作用下，陰、陽(yáng)離子定向移動(dòng)而導(dǎo)電。②離子晶體在水溶液中導(dǎo)電二、離子晶體4.離子晶體的性質(zhì)探究(1)NaCl等離子晶體在熔融狀態(tài)下導(dǎo)電、水溶液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電有什么不同?發(fā)生滑動(dòng)陽(yáng)離子陰離子二、離子晶體4.離子晶體的性質(zhì)探究(2)離子晶體是否具有較好的延展性？陰、陽(yáng)離子交替有序排列施加外力同種電荷相互排斥，使晶面裂開(kāi)結(jié)論：離子晶體延展性較差陰、陽(yáng)離子間有較強(qiáng)的離子鍵，使離子晶體的硬度較大。當(dāng)晶體受到?jīng)_擊力作用時(shí)，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破碎。寶石，主要成分Al2O3堅(jiān)硬，但易碎。二、離子晶體4.離子晶體的性質(zhì)探究(3)離子晶體的熔點(diǎn)是否都較高？P88

思考與討論我們知道，金屬的熔點(diǎn)差異很大，如鎢的熔點(diǎn)為3410℃。而常溫下，汞卻是液體。離子晶體的熔點(diǎn)是不是也差異很大呢？請(qǐng)從理化手冊(cè)或互聯(lián)網(wǎng)查找下列離子晶體的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。化合物熔點(diǎn)

/℃化合物熔點(diǎn)

/℃CaONa2SO4CuCl2Ca2SiO4NH4NO3Na3PO4BaSO4CH3COOCsLiPF6NaNO226131326169.61580200分解溫度8842130340194270結(jié)論：離子晶體的熔點(diǎn)差距也較大你能推測(cè)其原因嗎？→不同的離子晶體，離子鍵的強(qiáng)弱差別很大，所以離子晶體的熔、沸點(diǎn)及硬度差距也較大離子鍵的強(qiáng)弱離子半徑陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)離子晶體中，陰、陽(yáng)離子間有強(qiáng)烈的相互作用(離子鍵)，要克服離子間的相互作用使物質(zhì)熔化和沸騰，就需要較多的能量。Cl?Na+一般說(shuō)來(lái)，陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，離子晶體的熔、沸點(diǎn)越高，硬度也越大。形成離子液體的陰、陽(yáng)離子半徑較大，離子間的作用力較弱。離子液體

離子晶體的熔點(diǎn)，有的很高，如CaO的熔點(diǎn)為2613℃，有的較低，如NH4NO3、Ca(H2PO4)2的熔點(diǎn)分別為170℃、109℃。P88科學(xué)?技術(shù)?社會(huì)到20世紀(jì)90年代，隨著室溫或稍高于室溫時(shí)呈液態(tài)的離子化合物的優(yōu)異性質(zhì)不斷被開(kāi)發(fā)利用，才意識(shí)到它們的巨大價(jià)值，并將它們定義為離子液體。早在1914年就有人發(fā)現(xiàn)，引入有機(jī)基團(tuán)可降低離子化合物的熔點(diǎn)，如C2H5NH3NO3的熔點(diǎn)只有12℃，比NH4NO3低了158℃!課堂小結(jié)離子晶體共價(jià)晶體分子晶體金屬晶體存在微粒微粒間作用主要性質(zhì)實(shí)例四類晶體的比較陰、陽(yáng)離子原子分子金屬離子、自由電子離子鍵共價(jià)鍵分子間作用力金屬鍵硬而脆，易溶于極性溶劑，熔化時(shí)能夠?qū)щ?，熔沸點(diǎn)相差大質(zhì)地硬，不溶于大多數(shù)溶劑，導(dǎo)電性差，熔沸點(diǎn)很高硬度小，有的其水溶液能夠?qū)щ?，溶沸點(diǎn)低金屬光澤，是電和熱的良導(dǎo)體，熔沸點(diǎn)高或低食鹽晶體金剛石NH3、HCl鎂、鋁【規(guī)律方法】判斷晶體類型的方法④金屬單質(zhì)或合金在固態(tài)時(shí)都為金屬晶體。③有很高的熔、沸點(diǎn)，硬度大，并且難溶于水的物質(zhì)大多為原子晶體，

如晶體硅、二氧化硅、金剛石等。②在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的晶體(化合物)是離子晶體。

如：NaCl熔融后電離出Na＋和Cl－，能自由移動(dòng)，所以能導(dǎo)電。①在常溫下呈氣態(tài)或液態(tài)或易升華的物質(zhì)，其晶體應(yīng)屬于分子晶體(Hg除外)。如H2O、H2、稀有氣體等。一般是根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)：1．下列關(guān)于離子晶體性質(zhì)的敘述正確的是(

)A．熔、沸點(diǎn)都較高，難以揮發(fā)B．硬度很小，容易變形C．都能溶于有機(jī)溶劑而難溶于水D．密度很小A2．離子晶體中一定不會(huì)存在的相互作用是(

)A．離子鍵 B．極性鍵C．非極性鍵 D．范德華力D3．下列物質(zhì)中屬于含有非極性鍵的離子晶體的是(

)①氫氧化鉀②過(guò)氧化鈉③金剛石④乙醇⑤碳化鈣A．①②③⑤

B．②⑤C．①③④⑤ D．①②⑤B4.有關(guān)離子晶體的下列說(shuō)法中不正確的是A.離子晶體在熔融狀態(tài)時(shí)都能導(dǎo)電B.離子晶體具有較高的熔、沸點(diǎn)，較大的硬度C.離子晶體中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為1∶1D.氯化鈉溶于水時(shí)離子鍵被破壞C5.自然界中的CaF2又稱螢石，是一種難溶于水的固體，屬于典型的離子晶體。下列一定能說(shuō)明CaF2是離子晶體的實(shí)驗(yàn)是A.CaF2難溶于水，其水溶液的導(dǎo)電性極弱B.CaF2的熔、沸點(diǎn)較高，硬度較大C.CaF2固體不導(dǎo)電，但在熔融狀態(tài)下可以導(dǎo)電D.CaF2在有機(jī)溶劑(如苯)中的溶解度極小C6.下列物質(zhì)的晶體一定屬于離子晶體的是A.在水中能電離出離子的物質(zhì)B.在水中能電離出SO42-的化合物C.在水中能電離出Na＋的化合物D.熔化時(shí)化學(xué)鍵無(wú)變化的化合物C7.如圖所示是從NaCl或CsCl的晶胞結(jié)構(gòu)中分割出來(lái)的部分結(jié)構(gòu)圖，其中屬于從NaCl晶胞中分割出來(lái)的結(jié)構(gòu)圖是A.圖(1)和(3) B.圖(2)和(3)C.圖(1)和(4) D.只有圖(4)C解析NaCl晶體中，每個(gè)Na＋周圍最鄰近的Cl－有6個(gè)，構(gòu)成正八面體，同理，每個(gè)Cl－周圍最鄰近的6個(gè)Na