高二化學(xué)《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》課件3.2.2 離子晶體

第2課時離子晶體第3章第2節(jié)金屬晶體與離子晶體[學(xué)習(xí)目標定位]1.理解離子鍵、離子晶體的概念，知道離子晶體類型與其性質(zhì)的聯(lián)系。2.認識晶格能的概念和意義，能根據(jù)晶格能的大小，分析晶體的性質(zhì)。新知導(dǎo)學(xué)達標檢測內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)1.概念及結(jié)構(gòu)特點(1)概念：陰、陽離子通過

結(jié)合而形成的晶體。(2)結(jié)構(gòu)特點：①構(gòu)成微粒：

和

，離子晶體中不存在單個分子。②微粒間的作用力：

。一、離子晶體及其結(jié)構(gòu)模型離子鍵陰離子陽離子離子鍵2.典型離子晶體的結(jié)構(gòu)模型(1)觀察分析表中AB型離子晶體的結(jié)構(gòu)模型，填寫下表：晶體結(jié)構(gòu)模型配位數(shù)____________________________________________________________Cl－和Na＋配位數(shù)都為6Cl－和Cs＋配位數(shù)都為8Zn2＋和S2－配位數(shù)都為4晶胞中微粒數(shù)__________________________________________陰、陽離子個數(shù)比_______________化學(xué)式_______________符合類型Li、Na、K、Rb的鹵化物，AgF、MgO等CsBr、CsI、NH4Cl等BeO、BeS等Na＋、Cl－都為4Cs＋、Cl－都為1Zn2＋、S2－都為41∶1NaCl1∶1CsCl1∶1ZnS相關(guān)視頻(2)觀察CaF2晶體的晶胞示意圖，回答下列問題：①該晶胞中含有的Ca2＋數(shù)目是

，F(xiàn)－數(shù)目是

。②Ca2＋的配位數(shù)是

，F(xiàn)－的配位數(shù)是

。4848相關(guān)視頻(1)離子鍵無方向性和飽和性，在離子晶體中陰、陽離子與異電性離子接觸盡可能采用最密堆積，可以看作是不等徑圓球密堆積。(2)影響離子晶體配位數(shù)的因素①離子半徑因素：

值的不同，晶體中離子的配位數(shù)不同，其晶體結(jié)構(gòu)不同。

數(shù)值越大，離子的配位數(shù)越多。②電荷因素：AB型離子晶體的陰、陽離子的配位數(shù)相等；ABn型A、B離子的配位數(shù)比值為n∶1。如CaF2中Ca2＋的配位數(shù)是8，F(xiàn)－的配位數(shù)是4。歸納總結(jié)例1下列說法中正確的是

A.固態(tài)能導(dǎo)電的晶體一定是金屬晶體B.固態(tài)不能導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電的晶體一定是離子晶體C.熔融狀態(tài)能導(dǎo)電的晶體一定是離子晶體D.固態(tài)不導(dǎo)電而熔融態(tài)能導(dǎo)電的晶體一定是離子晶體√答案解析解析固態(tài)時能導(dǎo)電的晶體不一定是金屬晶體，如硅和石墨等不是金屬晶體，A不正確；固態(tài)不能導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電的晶體不一定是離子晶體，如P2O5等不是離子晶體，B不正確；金屬熔融狀態(tài)也能導(dǎo)電，C不正確；離子晶體是陰、陽離子組成的，固態(tài)時陰、陽離子不能自由移動，不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)時電離出自由移動的離子而導(dǎo)電。(1)依據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的作用力判斷。(2)依據(jù)物質(zhì)類別判斷。活潑金屬氧化物，強堿和絕大多數(shù)鹽類是離子晶體。(3)依據(jù)導(dǎo)電性判斷。離子晶體溶于水和熔融狀態(tài)下均導(dǎo)電。(4)依據(jù)熔、沸點和溶解性判斷。離子晶體熔、沸點較高，多數(shù)能溶于水，難溶于有機溶劑。——離子晶體的判斷方法方法規(guī)律例2一種離子晶體的晶胞如圖所示。其中陽離子A以

表示，陰離子B以

表示。關(guān)于該離子晶體的說法正確的是

A.陽離子的配位數(shù)為8，化學(xué)式為ABB.陰離子的配位數(shù)為4，化學(xué)式為A2BC.每個晶胞中含4個AD.每個A周圍有4個與它等距且最近的A解析√答案每個A周圍與它等距且最近的A有12個(類似于干冰晶體)，D項錯誤。1.晶格能是指將

離子晶體中的

完全

而遠離所吸收的能量。(1)吸收的能量越多，晶格能

，表示離子鍵

，離子晶體越

。(2)晶格能通常取正值，單位：

。二、晶格能1mol陰、陽離子氣化越大越強穩(wěn)定kJ·mol－12.觀察分析下表，回答下列問題(已知MgO、NaBr與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似)：離子化合物NaBrNaClMgO離子電荷數(shù)112核間距/pm290276205晶格能/kJ·mol點/℃7508012800摩氏硬度<2.52.56.5(1)影響晶格能大小的因素有哪些？答案影響晶格能的因素：離子所帶的電荷數(shù)和陰、陽離子間的距離。晶格能與離子所帶電荷數(shù)的乘積成正比，與陰、陽離子間的距離成反比。(2)晶格能與晶體的熔點、硬度有怎樣的關(guān)系？答案結(jié)構(gòu)相似的離子晶體，晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，晶體的熔、沸點越高，硬度越大。(3)根據(jù)離子晶體的形成，推測離子晶體具有怎樣的特性？答案離子晶體是由陰、陽離子通過較強的離子鍵而形成的，所以離子晶體具有較高的熔、沸點，難揮發(fā)，硬度較大，離子晶體不導(dǎo)電，熔化或溶于水后能導(dǎo)電。大多數(shù)離子晶體能溶于水，難溶于有機溶劑。歸納總結(jié)影響離子鍵強度的因素(1)離子電荷數(shù)的影響：電荷數(shù)越多，晶格能越大，離子鍵越牢固，離子晶體的熔點越高、硬度越大。(2)離子半徑的影響：半徑越大，導(dǎo)致離子核間距越大，晶格能越小，離子鍵越易斷裂，離子晶體的熔點越低、硬度越小。例3根據(jù)表格數(shù)據(jù)回答下列有關(guān)問題：(1)已知NaBr、NaCl、MgO等離子晶體的核間距離和晶格能如下表所示：答案

NaBrNaClMgO離子的核間距/pm290276205晶格能/kJ·mol－1

7873890①NaBr晶體比NaCl晶體晶格能____(填“大”或“小”)，主要原因是__________________________。小NaBr比NaCl離子的核間距大②MgO晶體比NaCl晶體晶格能大，主要原因是______________________________________________________________。③NaBr、NaCl和MgO晶體中，熔點最高的是______。(2)Cu2O的熔點比Cu2S的___(填“高”或“低”)，請解釋原因：_________________________________________________________________________________。答案

氧化鎂晶體中的陰、陽離子的電荷數(shù)絕對值大，并且離子的核間距小MgO高O2－半徑小于S2－的半徑，Cu2O的離子鍵強于Cu2S的離子鍵，所以Cu2O的熔點比Cu2S的高答案(3)NaF的熔點_____(填“>”“<”或“＝”) 的熔點，其原因是_________________________________________________________________________________。

兩者均為離子化合物，且電荷數(shù)均為1，但后者離子半徑大，離子鍵較弱，因此熔點較低＞離子晶體結(jié)構(gòu)類型相同時，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，晶格能越大，晶體越穩(wěn)定，熔、沸點越高，硬度越大。方法規(guī)律學(xué)習(xí)小結(jié)離子晶體構(gòu)成微粒：陰、陽離子微粒間作用：離子鍵堆積方式：非等徑圓球密堆積物理性質(zhì)：與晶格能有關(guān)典型例子：NaCl、CsCl、ZnS達標檢測1.僅由下列各組元素所構(gòu)成的化合物，不可能形成離子晶體的是

A.H、O、S B.Na、H、OC.K、Cl、O D.H、N、Cl12345答案解析√解析強堿、活潑金屬氧化物、絕大多數(shù)鹽等是離子晶體。B項如NaOH、C項如KClO、D項如NH4Cl。2.下列關(guān)于NaCl晶體結(jié)構(gòu)的說法中正確的是

A.NaCl晶體中，陰、陽離子的配位數(shù)相等B.NaCl晶體中，每個Na＋周圍吸引1個Cl－C.NaCl晶胞中的質(zhì)點代表一個NaClD.NaCl晶體中存在單個的NaCl分子答案解析√12345解析氯化鈉晶體中，每個Na＋周圍結(jié)合6個Cl－，而每個Cl－周圍結(jié)合6個Na＋；NaCl只表示Na＋和Cl－個數(shù)比為1∶1。3.一種金屬晶體與一種離子晶體相比較，正確的是

A.金屬晶體一定比離子晶體微粒堆積得更密集B.金屬晶體一定比離子晶體硬度大C.金屬晶體一定比離子晶體熔點高D.金屬晶體固態(tài)時一定能導(dǎo)電，但離子晶體不能√解析一般來說，金屬晶體和離子晶體的微粒堆積方式均為密堆積，但具體到某一種金屬晶體或離子晶體，就很難說誰的微粒堆積更密集了。離子晶體的熔點和硬度普遍較高；金屬晶體的熔點和硬度有的很高，也有的很低。金屬晶體都有導(dǎo)電性，離子晶體熔融態(tài)時都能導(dǎo)電，固態(tài)時不導(dǎo)電。答案解析123454.下列關(guān)于晶格能的敘述中正確的是

A.晶格能是氣態(tài)原子形成1mol離子晶體所釋放的能量B.晶格能僅與形成晶體的離子半徑有關(guān)C.晶格能是指相鄰的離子間的靜電作用D.晶格能越大的離子晶體，其熔點越高、硬度越大答案解析√12345解析晶格能是將1mol離子晶體中的陰、陽離子完全氣化而遠離所吸收的能量，晶格能與離子所帶電荷的乘積成正比，與陰、陽離子核間距離成反比。晶格能越大，晶體的熔、沸點越高，硬度也越大，所以D項正確。5.科學(xué)家通過X射線證明，MgO、CaO、NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相似。(1)某同學(xué)畫出的MgO晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示，請改正圖中的錯誤______________________________________________________。12345答案解析Mg2＋和O2－的半徑是O2－>Mg2＋，故空心球應(yīng)為O2－，實心球應(yīng)為Mg2＋；圖中應(yīng)該黑白球交替出現(xiàn)，故8號球應(yīng)為實心球。空心球應(yīng)為O2－，實心球應(yīng)為Mg2＋；8號空心球應(yīng)改為實心球解析(2)MgO是優(yōu)良的耐高溫材料，MgO的熔點比CaO的高，其原因是__________________________________。12345答案解析MgO與CaO的離子電荷數(shù)相同，Mg2＋半徑比Ca2＋小，MgO晶格能大，熔點高。徑比Ca2＋小，MgO的晶格能大解析Mg