離子晶體 課件 2022-2023學(xué)年高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第三節(jié)金屬晶體與離子晶體第2課時(shí)二、離子晶體1、離子鍵陰陽(yáng)離子間通過(guò)靜電作用所形成的強(qiáng)烈的相互作用叫做離子鍵。成鍵粒子鍵的本質(zhì)靜電引力和斥力（1）離子鍵的實(shí)質(zhì)：是靜電作用，它包括陰、陽(yáng)離子之間的引力和兩種離子的原子核之間以及它們的電子之間的斥力兩個(gè)方面，當(dāng)引力與斥力之間達(dá)到平衡時(shí)就形成了穩(wěn)定的離子化合物，它不顯電性。（3）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)，離子晶體的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大（2）離子鍵的特征：沒(méi)有方向性和飽和性。因此，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。2、離子晶體（1）定義：由陰離子和陽(yáng)離子相互作用而形成的晶體，叫做離子晶體。NaCl晶體Na+Cl-無(wú)單個(gè)分子存在；NaCl不表示分子式。（4）常見(jiàn)的離子晶體：強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物和過(guò)氧化物、大部分鹽（2）成鍵粒子：陰、陽(yáng)離子（3）相互作用：陰、陽(yáng)離子間以離子鍵結(jié)合，

離子內(nèi)可能含有共價(jià)鍵Cl?Na+3、典型的離子晶體之------NaCl晶體的晶胞分析（1）鈉離子和氯離子在晶胞中的位置：Cl?Na+Cl?Na+

812141（2）每個(gè)晶胞含鈉離子、氯離子的個(gè)數(shù)：

每個(gè)Na＋周圍與之距離最近且等距離的Cl－有___個(gè)，Na＋有___個(gè)。

每個(gè)Cl－周圍與之距離最近且等距離的Na＋有____個(gè)，Cl－有____個(gè)。Cl－Na＋612612（3）配位數(shù)：指一個(gè)離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目。Na+的配位數(shù)為：

；Cl-的配位數(shù)為：

。66Cl?Na+每個(gè)Na＋周圍與之距離最近且等距離的Cl－它們所圍成的空間幾何構(gòu)型是

。正八面體3、典型的離子晶體之------CsCl晶體的晶胞分析（1）銫離子和氯離子的位置？銫離子：氯離子：（2）每個(gè)晶胞含銫離子、氯離子的個(gè)數(shù)？銫離子：氯離子：反之也可1個(gè)；1個(gè)。體心頂點(diǎn)Cl-Cs+（3）配位數(shù)它們所圍成的空間幾何構(gòu)型是

。8正六面體Cs+的配位數(shù)為：

；Cl-的配位數(shù)為：

。84、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?（2）離子晶體是否具有較好的延展性？發(fā)生滑動(dòng)施加外力陽(yáng)離子陰離子同種電荷相互排斥，使晶面裂開(kāi)離子晶體的硬度較大，難于壓縮。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。（3）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。結(jié)論：離子晶體的熔點(diǎn)差距較大。離子半徑越小，陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多，離子鍵越強(qiáng)，離子晶體的熔、沸點(diǎn)越高。化合物熔點(diǎn)

/℃化合物熔點(diǎn)

/℃CaO2613Na2SO4884CuCl21326Ca2SiO42130NH4NO3169.6Na3PO4340BaSO41580

CH3COOCs194LiPF6200分解溫度NaNO2270練習(xí)1.下表所示NaCl、CsCl的熔、沸點(diǎn)比HCl的明顯高很多,結(jié)合晶體類型,你能推測(cè)其原因嗎?預(yù)測(cè)MgO和NaCl的熔、沸點(diǎn)的高低?物質(zhì)HClNaClCsCl熔點(diǎn)/℃-114.18801645沸點(diǎn)/℃-8514131290提示：HCl的晶體類型為分子晶體,熔、沸點(diǎn)較低。NaCl、CsCl、MgO均為離子晶體,一般構(gòu)成離子晶體的陰、陽(yáng)離子半徑越小,含有的電荷越多,其離子鍵越強(qiáng),晶體的熔、沸點(diǎn)越高,故熔、沸點(diǎn)MgO>NaCl。練習(xí)2.鈉的鹵化物（NaX）和硅的鹵化物（SiX4）的熔點(diǎn)如圖所示①判斷晶體的類型。

②解釋熔點(diǎn)變化的原因。離子晶體X-半徑增大，離子鍵減弱NaFNaClNaBrNaISiF4SiCl4SiBr4SiI4分子晶體相對(duì)分子質(zhì)量增大，分子間作用力增加（4)溶解性：大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑（如水），難溶于非極性溶劑（如汽油、苯等），遵循“相似相溶”規(guī)律。當(dāng)把離子晶體放入水中時(shí)，極性水分子對(duì)離子晶體中的離子產(chǎn)生吸引作用，使晶體中的離子克服了離子間的作用而電離，變成在水中自由移動(dòng)的離子。類型比較分子晶體共價(jià)晶體金屬晶體離子晶體構(gòu)成粒子分子原子金屬陽(yáng)離子和自由電子陰、陽(yáng)離子粒子間的相互作用力分子間作用力共價(jià)鍵金屬鍵離子鍵硬度較小很大有的很大，有的很小較大熔、沸點(diǎn)較低很高有的很高，有的很低較高溶解性相似相溶難溶于任何溶劑常見(jiàn)溶劑難溶大多易溶于水等極性溶劑導(dǎo)電、傳熱性一般不導(dǎo)電，溶于水后有的導(dǎo)電一般不具有導(dǎo)電性電和熱的良導(dǎo)體晶體不導(dǎo)電，水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電實(shí)例NH3、HCl金剛石鎂、鋁食鹽晶體【思考】離子晶體只存在離子鍵作用力嗎？試舉例說(shuō)明如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。晶體中也存在范德華力，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?？茖W(xué)技術(shù)社會(huì)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℃。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℃!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。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。大多數(shù)離子液體含有體積很大的陰、陽(yáng)離子。常見(jiàn)的陰離子如四氯鋁酸根（AICl4-)、六氟磷酸根（PF6-)、四氟硼酸根（BF4-）等，常見(jiàn)的陽(yáng)離子如季銨離子(R4N+，即NH4+的H被經(jīng)基R取代)、帶烴基側(cè)鏈的咪唑、咤啶等有環(huán)狀含氮結(jié)構(gòu)的有機(jī)胺正離子等。思考：離子化合物在我們周圍比比皆是。常溫下,許多離子化合物都是以晶體形態(tài)存在的,如MgO、NaCl、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O等均為離子晶體。1、含金屬陽(yáng)離子的晶體一定是離子晶體嗎?提示:不一定,也可能是金屬晶體。2、離子晶體中一定含有金屬元素嗎?由金屬元素和非金屬元素組成的晶體

一定是離子晶體嗎?提示:不一定,如NH4Cl、NH4NO3等銨鹽是離子晶體。不一定,如AlCl3是分子晶體。3、離子晶體的熔點(diǎn)一定低于共價(jià)晶體嗎?提示:不一定,如MgO是離子晶體,SiO2是共價(jià)晶體,MgO的熔點(diǎn)高于SiO2的熔點(diǎn)。小結(jié)：離子晶體的判斷(1)根據(jù)物質(zhì)的分類金屬離子和酸根離子、OH-形成的大多數(shù)鹽、強(qiáng)堿,活潑金屬的氧化物和過(guò)氧化物(如Na2O和Na2O2),活潑金屬的氫化物(如NaH),活潑金屬的硫化物等都是離子晶體。(2)根據(jù)元素的性質(zhì)和種類如成鍵元素的電負(fù)性差值大于1.7的物質(zhì)、金屬元素(特別是活潑的金屬元素,第ⅠA、ⅡA族元素)與非金屬元素(特別是活潑的非金屬元素,第ⅥA、ⅦA族元素)組成的化合物。(3)根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)離子晶體一般具有較高的熔、沸點(diǎn),難揮發(fā),硬而脆;固體不導(dǎo)電,但熔融或溶于水時(shí)能導(dǎo)電;大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑而難溶于非極性溶劑B練習(xí)3.MgO、Cs2O、CaO、BaO四種離子晶體熔點(diǎn)的高低順序是(

)A.MgO>Cs2O>BaO>CaO

B.MgO>CaO>BaO>Cs2OC.CaO>BaO>MgO>Cs2O

D.CaO>BaO>Cs2O>MgO解析:四種離子晶體所含陰離子相同,所含陽(yáng)離子不同。對(duì)Mg2+、Cs+、Ca2+、Ba2+進(jìn)行比較,Cs+所帶電荷數(shù)少且半徑最大,其與O2-形成的離子鍵最弱,故Cs2O的熔點(diǎn)最低。對(duì)Mg2+、Ca2+、Ba2+進(jìn)行比較,它們所帶電荷一樣多,半徑Mg2+<Ca2+<Ba2+,與O2-形成的離子鍵由強(qiáng)到弱的順序是MgO>CaO>BaO,相應(yīng)離子晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镸gO>CaO>BaO。綜上所述,四種離子晶體熔點(diǎn)的高低順序是MgO>CaO>BaO>Cs2O?！疽?guī)律方法】

判斷晶體類型的方法判斷晶體的類型一般是根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)：

(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。

(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。

(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。

(4)金屬單質(zhì)或合金在固態(tài)時(shí)都為金屬晶體。練習(xí)1、判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“?”。(1)在晶體中只要有陰離子就一定有陽(yáng)離子?(

)(2)在晶體中只要有陽(yáng)離子就一定有陰離子?(

)(3)原子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高?(

)(4)分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低?(

)(5)離子晶體一定都含有金屬元素

(

)(6)金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體(

)√

?

?

?

?√

練習(xí)2、下列變化中，不需要破壞化學(xué)鍵的是（）

A．加熱氯化銨B．干冰氣化

C．食鹽溶于水D．氯化氫溶于水B練習(xí)3用“>”或“<”填空:(1)晶體熔點(diǎn):CF4

CCl4

CBr4

CI4(2)硬度:金剛石

碳化硅

晶體硅

(3)熔點(diǎn):Na

Mg

Al

(4)熔點(diǎn):NaF

NaCl

NaBr

NaI(5)熔點(diǎn):SiO2

NaCl

CO2<<

<>

><

<