晶體結構與性質第4節(jié)離子晶體第1和2課時

1、離子晶體,晶體結構與性質第三章第四節(jié),第一課時,回顧：三種晶體結構與性質的比較,相鄰原子之間以共價鍵相結合而成具有空間網狀結構的晶體,分子間以范德華力相結合而成的晶體,通過金屬鍵形成的晶體,共價鍵,范德華力,金屬鍵,原子,分子,金屬陽離子和自由電子,很高,很低,差別較大,差別較大,很大,很小,無(硅為半導體,無,導體,金剛石、二氧化硅、晶體硅、碳化硅,I2、干冰、冰等,Au、Fe、Cu、鋼鐵等,判斷下列晶體的類型,金屬 晶體,分子 晶體,原子 晶體,思考并討論： 氯化鈉晶體的構成微粒是什么?構成晶體的微粒間的相互作用力是什么？它是哪種晶體類型,2Na + Cl2 = 2NaCl,1、定義： 2

2、、結構特點： (1)成鍵粒子： (2)相互作用力： 常見的離子晶體,強堿、活潑金屬氧化物、大部分的鹽類,由陽離子和陰離子通過離子鍵結合而成的晶體,陰、陽離子,離子鍵,一、離子晶體,根據前面的討論總結離子晶體的理論知識,有無單個分子存在,無單個分子存在;NaCl不表示分子式,材料,晶體的硬度,金剛石,食 鹽,石 墨,2) 硬度,3、離子晶體物理性質的特點,1) 熔沸點 , 難揮發(fā)難壓縮,較高,較大,3) 水溶性,4) 導電性,閱讀課本P79最后一段(即科學視野之前的一段),結合氯化鈉晶體的結構,你認為離子晶體物理性質有何特點,離子電荷越多,核間距離越小,熔沸點升高,一般易溶于水,而難溶于非極性溶

3、劑,固態(tài)不導電,水溶液或者熔融狀態(tài)下能導電,1.判斷下列物質 屬于離子晶體？ 1.SiO2 2.CaCl2 3.NaOH 4.冰糖(C12H22O11) 5.BaSO4 6.I2 7.P2O5 8. NH4NO3 9. H2O 10.HCl 11. NaHCO3 12. Na2O,2、3、5、8、11、12,隨堂練習,2.下列敘述錯誤的是（ ） A、帶相反電荷離子之間的相互吸引 稱為離子鍵 B、金屬元素與非金屬元素化合時， 不一定形成離子鍵 C、某元素的原子最外層只有1個電 子,它跟鹵素相互結合時所形成的 化學鍵不一定是離子鍵 D、非金屬原子間不可能形成離子鍵,AD,3.下列有關離子化合物的說

4、法正確的是( ) A、離子化合物中一定含有金屬元素，含金 屬元素的化合物一定是離子化合物 B、離子鍵只存在于離子化合物中，離子化 合物中一定含有離子鍵 C、離子化合物中不可能含有共價鍵 D、離子化合物受熱熔化破壞化學鍵，吸收 熱量，屬于化學變化,4.離子晶體不可能具有的性質是（ ） A、較高的熔、沸點 B、良好的導電性 C、溶于極性溶劑 D、堅硬而易粉碎,B,B,5.下列性質適合于離子晶體的是（ ） A、熔點1070，易溶于水，水溶液能導電 B、熔點10.31，液態(tài)不導電，水溶液導電 C、能溶于CS2，熔點112.8，沸點444.6 D、熔點97.81，質軟，導電，密度0.97g/cm3,6.

5、離子晶體不導電，為什么熔化后或溶于水 后能導電,A,提示:是否有自由移動的帶電微粒,鈉離子和氯離子在晶胞中的位置,4、幾種常見的離子晶體的晶胞結構,1)氯化鈉型晶胞,氯離子：體心和棱中點; 鈉離子：面心和頂點,離子晶體種類繁多,結構多樣,Na,Cl,或者反之,交錯排列,相同離子的位置：最小面對角線位置,不同離子的位置：最小面相鄰位置,計算方法：均攤法 頂點占1/8；棱占1/4；面心占1/2；體心占1,每個NaCl晶胞含Na+、Cl-的個數,Na,Cl,Na,Cl,CsCl的晶體結構及晶胞構示意圖,2）CsCl晶胞,銫離子和氯離子的位置,銫離子： 氯離子,每個晶胞含銫離子、氯離子的個數,銫離子：

6、 氯離子,或者反之,1個,1個,體心,頂點,Cl,Cs,在NaCl晶體中，與Na+(Cl-)等距離且最近的Cl-(Na+)有幾個,在CsCl晶體中，與Cs+(Cl-)等距離且最近的Cl-(Cs+)有幾個,我們來研究晶體中的配位數,在離子晶體中離子的配位數(縮寫為C.N.)是指一個離子周圍最鄰近的異電性離子的數目,NaCl和CsCl的晶胞,P78科學探究1,填表,NaCl的晶體結構模型,NaCl晶體中陰、陽離子的配位數,Na+的配位數為,Cl-的配位數為,6,6,CsCl的晶體結構及晶胞構示意圖,Cs+的配位數為,Cl-的配位數為,8,8,6,6,1:1,8,8,1:1,科學探究1,找出NaCl

7、、CsCl兩種離子晶體中陽離子和陰離子的配位數,結論：AB型離子化合物中 陰離子的配位數=陰離子的配位數,NaCl、CsCl都是同一主族的氯化物,且都是AB型，為什么它們的配位數卻不相同呢(NaCl的是6, CsCl的是8),根據表35、表36分析,什么因素影響了離子晶體中離子的配位數？利用相關數據計算，并填表,P79科學探究2,0.525,0.934,r+/r- 越大，配位數越大,規(guī)律,結論：晶體中正負離子的的半徑比(r+/r-)是決定離子晶體結構的重要因素,簡稱幾何因素。 一般決定配位數的多少:正負離子的半徑比越大,配位數越多,0.525,0.934,r+/r- 越大，配位數越大,規(guī)律,Z

8、nS晶胞,請閱讀P79,影響離子晶體中離子配位數的因素還有哪些,3）CaF2 (螢石)型晶胞,Ca2+的配位數,F-的配位數,1）立方晶系，面心立方晶胞,2） Ca2+立方最密堆積，F(xiàn)-填充在全部 四面體空隙中（4球1空,3）配位數,4個Ca2+和8個F,CaF2晶體中Ca2+ 和F-的位置關系如何? 一個CaF2晶胞中含Ca2+ 、F-個數是多少,8,4,依據圖329，數出配位數，完成下列空格思考為什么離子晶體中陰陽離子配位數的比值會有不同？受什么因素影響？ 總結影響離子晶體配位數的因素,CaF2的晶胞,例：CaF2的晶體中，Ca2和F的電荷數之比_，個數之比_，Ca2配位數是_，F(xiàn)的配位數

9、是_,1:2,2:1,8,4,圖示為CaF2晶胞的1/8,觀察點為上左前方,晶胞上面心,影響離子晶體中離子配位數的因素還有： 正負離子電荷比,正負離子的配位數比=正負離子電荷比 =正負離子的數目反比,5、決定離子晶體結構的因素,1）幾何因素 （2）電荷因素 （3）鍵性因素,晶體中正負離子的半徑比,晶體中正負離子的電荷比,離子鍵的純粹因素(本書不介紹,一般決定配位數的多少:正負離子的半徑比越大,配位數越多,正負離子的配位數比=正負離子電荷比 =正負離子的數目反比,1、下列各指定微粒的數目之比不是1:1的是 A、Na2O2晶體中的陰離子和陽離子 B、NaHCO3晶體中的鈉離子和碳酸氫根離子 C、

10、離子中的質子和中子 D、NH4Cl溶液中銨根離子和氯離子,2、CaF2 晶體中正離子的配位數8,負離子的配位數為 。 TiO2晶體中正離子的配位數為6，負離子的配位數為多少？ ZnS晶體中負離子的配位數是4,正離子的配位數為多少,4,3,4,AD,正負離子電荷比=正負離子的配位數比,3、如圖所示，在氯化鈉晶體中，與 每個Na+等距離且最近的幾個Cl- 所圍 成的空間幾何構型（ ） A、十二面體 B、正八面體 C、正六面體 D、正四面體,B,NaCl晶體中陰、陽離子的配位數,Na+的配位數為,Cl-的配位數為,6,6,十四面體,1）如圖直線交點處的圓圈為NaCl晶體中Na+或Cl-所處位置，晶體

11、中，每個Na+周圍與它最接近的且距離相等的Na+個數為：_,12,選做練習題1,2) 這些Na+離子中心 圍成的空間幾何圖形是 _,與Na+最近的Na+的個數及圍成的幾何圖形,十四面體,干冰晶體結構示意圖,由此可見，每個二氧化碳分子周圍有12個二氧化碳分子,氯化鈉晶體結構示意圖,由此可見，每個鈉離子周圍有12個鈉離子 其組成了十四面體,氯離子,氯離子,選練2：若已知NaCl的摩爾質量為 M g/mol晶胞的邊長為a cm，設阿伏加德常數為NA，則NaCl晶體的密度為: g/cm3,晶胞法,小立方體法,再見,科學視野,含復雜離子的離子晶體,碳酸鹽在一定溫度下發(fā)生分解的規(guī)律,碳酸鹽的分解溫度與金屬

12、陽離子所帶的電荷及陽離子半徑有關 金屬陽離子所帶的電荷越多、陽離子半徑越小，金屬陽離子與碳酸根中的氧離子作用越強，碳酸鹽的分解溫度越低,二、晶格能,1、定義：氣態(tài)離子形成1mol離子晶體時釋放的能量，通常取正值。 晶格能的大小與陰、陽離子所帶電荷的乘積成正比，與陰、陽離子間的距離成反比。 2、規(guī)律：晶格能越大： 形成的離子晶體越穩(wěn)定（離子鍵越強） 熔點越高； 硬度越大,仔細閱讀表38，分析晶格能的大小與離子晶體的熔點有什么關系？離子晶體的晶格能與哪些因素有關,某些離子晶體的晶格能,問題： 1、什么是巖漿晶出？ 2、巖漿晶出順序與晶格能的關系,閱讀,科學視野巖漿晶出規(guī)則與晶格能,晶格能高的晶體熔

13、點較高，更容易在巖漿冷卻過程中冷卻下來，從而先結晶,巖漿晶出規(guī)則與晶格能,2、影響晶格能的大小的因素 ： （1）陰、陽離子所帶電荷的越多晶格能越大。 （2）陰、陽離子的半徑越小，晶格能越大,3、晶格能越大，形成的離子晶體的離子鍵越強，形成的離子晶體越穩(wěn)定，熔點越高、硬度越大,1、定義：氣態(tài)離子形成1摩離子晶體時釋放的能量,小結晶格能,小結,離子晶體特點： 無單個分子存在；NaCl不表示分子式。 熔沸點較高，硬度較大，難揮發(fā)難壓縮。且隨著離子電荷的增加，核間距離的縮短，晶格能增大，熔點升高。 一般易溶于水，而難溶于非極性溶劑。 固態(tài)不導電，水溶液或者熔融狀態(tài)下能導電。 屬于離子晶體的： 強堿、部分金屬氧化物、部分鹽類,練習：已知：FexO晶體結構為NaCl型，由于晶體缺陷，x值小于1，測知FexO晶體密度為=5.71g/cm3，晶胞