2、金屬晶體與離子晶體

離子晶體

主講教師：尤溪第一中學(xué)嚴(yán)良聚魯科版物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選修三）

膽礬CuSO4·5H2O

閃鋅礦

ZnS

食鹽NaCl請同學(xué)們展示自制的NaCl、CsCl、ZnS、CaF2晶胞。自制晶胞作品展示NaCl晶體是我們典型的離子晶體，同學(xué)們還記得NaCl是如何形成的嗎？提問請用電子式表示NaCl的形成過程。一、概念

離子晶體（1）定義：（2）構(gòu)成微粒：（3）相互作用：（4）常見的離子晶體：陰離子、陽離子離子鍵

______和______通過_____結(jié)合、在空間呈現(xiàn)______的排列所形成的晶體。一般，固態(tài)的離子化合物是離子晶體。如：活潑金屬氧化物、強(qiáng)堿、大部分的鹽等。陽離子陰離子有規(guī)律離子鍵離子晶體中的陰、陽離子是如何有規(guī)律排列的呢？NaCl晶胞還呈電中性嗎？請同學(xué)們參考以下問題介紹制作的NaCl晶胞的結(jié)構(gòu)。Na+在晶胞中的什么位置？Cl-在晶胞中的什么位置？晶胞中代表Na+的球有幾個(gè)？晶胞中代表Cl-的球有幾個(gè)？12條棱中間和體心八個(gè)頂點(diǎn)和六個(gè)面心13個(gè)14個(gè)Why?

活動(dòng)探究一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。晶胞是從無限結(jié)構(gòu)中剝離的一個(gè)重復(fù)單元!

活動(dòng)探究一氯化鈉晶體各個(gè)微粒在晶胞中的位置相同嗎?它們對晶胞的貢獻(xiàn)相同嗎?二、立方晶胞中微粒的計(jì)算思考：處于晶胞頂點(diǎn)上、棱上、面上的離子分別被多少個(gè)晶胞共用？處于晶胞頂點(diǎn)上粒子被８個(gè)晶胞共用處于晶胞棱上粒子被４個(gè)晶胞共用處于晶胞面上粒子被2個(gè)晶胞共用切割法Cl-

Na+

在NaCl晶體的一個(gè)晶胞中，Cl-的個(gè)數(shù)等于___，Na+的個(gè)數(shù)等于___。8×=16×=3

活動(dòng)探究一1×1=112×=344Na+:Cl-

=1:1，晶胞還呈電中性。由此可見，在離子晶體中，其實(shí)并不存在單獨(dú)的“NaCl”分子，只是在整個(gè)晶體中Na+與Cl-

的個(gè)數(shù)比為1:1，因此NaCl”這一化學(xué)式表示的只是氯化鈉的組成。8個(gè)頂點(diǎn)：6個(gè)面心：1個(gè)體心：12條棱上：

活動(dòng)探究一NaCl晶體中：（1）每個(gè)Na+周圍最近且距離相等的Cl-有

個(gè)？（2）每個(gè)Cl-周圍最近且距離相等的Na+有

個(gè)？（3）每個(gè)Na+周圍最近且距離相等的Na+有

個(gè)？（4）每個(gè)Cl-周圍最近且距離相等的Cl-有

個(gè)？

活動(dòng)探究一每個(gè)Na+周圍最近且距離相等的Cl-有___個(gè)。6個(gè)Cl-連線形成的空間幾何構(gòu)型是______。配位數(shù)

一個(gè)離子周圍所鄰接的異電性離子的數(shù)目稱為離子晶體的配位數(shù)。6正八面體

活動(dòng)探究一Na+Cl-每個(gè)Cl-周圍最近且距離相等的Na+有___個(gè)。6個(gè)Na+連線形成的空間幾何構(gòu)型是_____。配位數(shù)6正八面體NaCl晶體中陰、陽離子配位數(shù)

活動(dòng)探究一

每個(gè)Na+周圍最近且距離相等的Na+有___個(gè)

活動(dòng)探究一12

每個(gè)Cl－周圍最近且距離相等的Cl－有__個(gè)

活動(dòng)探究一12晶體類型晶胞類型晶胞結(jié)構(gòu)示意圖配位數(shù)最近且距離相等的相反離子數(shù)最近且距離相等的同種離子數(shù)每個(gè)晶胞含有離子數(shù)ABNaCl型Na+：6Cl-：6Na+：Cl-：Na+：Cl-：6644小結(jié)Na+：Cl-：1212三、常見離子晶體結(jié)構(gòu)

1、若已知NaCl的摩爾質(zhì)量為

M

g/mol晶胞的邊長為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：a練習(xí)4M

a3?NAρ

==m

V立方晶胞的體積為a3CsCl晶胞還呈電中性嗎？請同學(xué)們以探究NaCl晶胞結(jié)構(gòu)的方法來探究CsCl晶胞的結(jié)構(gòu)。Cs+在晶胞中的什么位置？Cl-在晶胞中的什么位置？晶胞中代表Cs+的球有幾個(gè)？晶胞中代表Cl-的球有幾個(gè)？體心八個(gè)頂點(diǎn)1個(gè)8個(gè)Why?

活動(dòng)探究二Cl-

Cs+

在CsCl晶體的一個(gè)晶胞中，Cl-的個(gè)數(shù)等于___，Cs+的個(gè)數(shù)等于___。

8×=1

1×1=111Cs+:Cl-=1:1，晶胞還呈電中性。由此可見，在離子晶體中，其實(shí)并不存在單獨(dú)的“CsCl”分子，只是在整個(gè)晶體中Cs+與Cl-的個(gè)數(shù)比為1:1，因此CsCl”這一化學(xué)式表示的只是氯化銫的組成。

活動(dòng)探究二頂點(diǎn)：體心：Cl-Cs+CsCl晶體中：（1）每個(gè)Cs+周圍最近且距離相等的Cl-有

個(gè)？（2）每個(gè)Cl-周圍最近且距離相等的Cs+有

個(gè)？（3）每個(gè)Cs+周圍最近且距離相等的Cs+有

個(gè)？（4）每個(gè)Cl-周圍最近且距離相等的Cl-有

個(gè)？

活動(dòng)探究二8866晶體類型晶胞類型晶胞結(jié)構(gòu)示意圖配位數(shù)最近且距離相等的異種離子數(shù)最近且距離相等的同種離子數(shù)每個(gè)晶胞含有離子數(shù)NaCl型ABCsCl型Na+：6Cl-：6Na+：Cl-：Na+：Cl-：6644Na+：Cl-：1212Cs+：Cl-：88Cs+：Cl-：Cl-：8811Cs+：Cs+：Cl-：66小結(jié)三、常見離子晶體結(jié)構(gòu)遷移.應(yīng)用Zn2+S2-晶體類型晶胞類型晶胞結(jié)構(gòu)示意圖最近且距離相等的異種離子數(shù)配位數(shù)每個(gè)晶胞含有離子數(shù)Ca2-F-2、某化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，則該化合物的化學(xué)式是_______，N原子的配位數(shù)是____．若相鄰N原子和Cu原子間的距離為acm，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，則該晶體的密度為______g/cm3（用含a、NA的符號表示）。NC