離子晶體教學(xué)設(shè)計(jì)

1、學(xué)習(xí)好資料歡迎下載 教學(xué)設(shè)計(jì) 第四節(jié)離子晶體【知識(shí)與技能】1掌握離子晶體的概念，能識(shí)別氯化鈉、氯化銫、氟化鈣的晶胞結(jié)構(gòu)。2學(xué)會(huì)離子晶體的性質(zhì)與晶胞結(jié)構(gòu)的關(guān)系。3通過(guò)探究知道離子晶體的配位數(shù)與離子半徑比的關(guān)系。4、了解晶格能的應(yīng)用，知道晶格能的大小可以衡量離子晶體中離子鍵的強(qiáng)弱?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】 離子晶體的物理性質(zhì)的特點(diǎn)；離子晶體的配位數(shù)及其影響因素；晶格能的定義和應(yīng)有用?！窘虒W(xué)難點(diǎn) 】離子晶體配位數(shù)的影響因素；晶格能的定義和應(yīng)有用?！窘贪冈O(shè)計(jì) 】【回憶復(fù)習(xí) 】分子晶體、原子晶體分別有哪些物理特性？【投影 】晶體比較晶體類(lèi)型分子晶體原子晶體金屬晶體構(gòu)成粒子粒子間相互作用硬度熔沸點(diǎn)導(dǎo)電性溶解性典型實(shí)例

2、學(xué)習(xí)好資料歡迎下載【問(wèn)題引入】1鈉原子與氯原子是如何結(jié)合成氯化鈉的？你能用電子式表示氯化鈉的形成過(guò)程嗎？2常見(jiàn)的離子化合物包括哪些？常溫下以什么形態(tài)存在？晶體是如何形成的？構(gòu)成微粒是什么？這些微粒是怎樣堆集的？【展圖觀察】 NaCl 、 CsCl 晶體模型。【板書(shū)】一、離子晶體1、 定義：離子間通過(guò)離子鍵結(jié)合而成的晶體（ 1）結(jié)構(gòu)微粒：陰、陽(yáng)離子（ 2）相互作用：離子鍵【講解】通常情況下，陰、陽(yáng)離子可以看成是球形對(duì)稱(chēng)的，其電荷分布也是球形對(duì)稱(chēng)的，只要空間條件允許， 一個(gè)離子可以同時(shí)吸引多個(gè)帶相反電荷的離子。因此離子鍵沒(méi)有方向性和飽和性。學(xué)習(xí)好資料歡迎下載【板書(shū)】離子鍵無(wú)方向性和無(wú)飽和性【展示圖

3、片】（3 ）種類(lèi)繁多：含離子鍵的化合物晶體：強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、絕大多數(shù)鹽（ 4）理論上，結(jié)構(gòu)粒子可向空間無(wú)限擴(kuò)展【思考】 NaCl、 CsCl 晶體中有無(wú)單個(gè)個(gè)分子，“NaCl”、“ CsCl”是否代表分子組成呢？【講述】 在 NaCl 晶體或 CsCl 晶體中，都不存在單個(gè)的NaCl 分子或單個(gè)的CsCl 分子，但是，在這兩種晶體里陰、陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)比都是1 1。所以， NaCl 和 CsCl 是表示離子晶體中離子個(gè)數(shù)比的化學(xué)式，而不是表示分子組成的分子式?！舅伎肌吭贜aCl 晶體中，每個(gè)Na + 周?chē)袔讉€(gè)Cl- ？每個(gè) Cl-周?chē)袔讉€(gè)Na + ？在 CsCl 晶體中，每個(gè) Cs+ 周

4、圍有幾個(gè)Cl-？每個(gè) Cl-周?chē)袔讉€(gè)Cs+ ？【板書(shū)】二、離子晶體中離子鍵的配位數(shù)學(xué)習(xí)好資料歡迎下載（ 1）定義：是指一個(gè)離子周?chē)徑漠愲娦噪x子的數(shù)目【探究】 NaCl 和 CsCl 晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)離子晶體陰離子的配位數(shù)陽(yáng)離子的配位數(shù)NaClCsCl【思考】 為什么同是AB 型離子晶體，CsCl 與 NaCl 的晶體結(jié)構(gòu)和配位數(shù)不一樣？請(qǐng)從兩者的組成中試尋找形成差異的原因?！景鍟?shū)】（ 2 ）影響陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)的因素| ：正、負(fù)離子半徑比的大小【投影】離子Na+-CsCl離子半徑 /pm95169181【學(xué)生活動(dòng)】NaCl、 CsCl 中正、負(fù)離子的半徑比和配位數(shù)學(xué)習(xí)好資料歡迎

5、下載NaClCsCl+-+-r /r=r /r =C.N.=6C.N.=8【自主探究】CaF2 晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)前面兩例中每種晶體的陰、陽(yáng)離子所帶的電荷數(shù)相同，陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)相同，配位數(shù)不相同。如果離子晶體中陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)不相同，陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)不相同，各離子的配位數(shù)是否也不相同？下面請(qǐng)看CaF2 晶體結(jié)構(gòu)回答問(wèn)題：請(qǐng)根據(jù)圖中晶胞結(jié)構(gòu)計(jì)算：每個(gè)Ca2 + 周?chē)钹徑腇-有 _ 個(gè)，表明Ca2 + 的配位數(shù)為_(kāi) 。每個(gè) F-周?chē)钹徑腃a2 + 有 _ 個(gè)，表明 F-的配位數(shù)是 _ 。由此可見(jiàn)， 在 CaF2晶體中， Ca 2 + 和 F-個(gè)數(shù)比為 _, 剛好與 Ca2 + 和 F

6、-的電荷數(shù)之比_ 。整個(gè)晶體的結(jié)構(gòu)與前面兩例的結(jié)構(gòu)完全不相同。因此可以得出晶體中陰、陽(yáng)離子電荷比也是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素，稱(chēng)為電荷因素。（2 ）電荷因素：晶體中陰、陽(yáng)離子電荷比學(xué)習(xí)好資料歡迎下載此外， 決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素還有離子鍵的純粹程度，稱(chēng)為鍵性因素。 對(duì)此高中不作詳細(xì)學(xué)習(xí)。（3 ）鍵性因素：離子鍵的純粹程度【思考】 :1、根據(jù)氯化鈉的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分析其構(gòu)成。每個(gè)晶胞中有Na + ，有個(gè) Cl-2、在每個(gè)Na+ 周?chē)c它最近的且距離相等的Na+ 有個(gè)3、在每個(gè)Na+ 周?chē)c它最近的且距離相等的Cl-所圍成的空間結(jié)構(gòu)為體【板書(shū)】立方晶系的晶胞中,原子個(gè)數(shù)比的計(jì)算:學(xué)習(xí)好資料

7、歡迎下載(1) 處于體心的原子 : 完全屬于該晶胞(2) 處于面心的原子 , 屬于兩個(gè)晶胞共有 , 每個(gè)晶胞平均占有它的 1/2(3) 處于棱上的原子 , 屬于四個(gè)晶胞共有 , 每個(gè)晶胞平均占有它的 1/4(4) 處于頂點(diǎn)的原子 , 屬于八個(gè)晶胞共有 , 每個(gè)晶胞平均占有它的 1/8晶胞中微粒個(gè)數(shù)= 晶胞中可視的微粒個(gè)數(shù)晶胞占有值【練習(xí)】 CsCl 的結(jié)構(gòu)晶胞：1、根據(jù)氯化銫的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分析其構(gòu)成。 每個(gè)晶胞中有Cs +，有個(gè)Cl -2、在每個(gè)Cs+周?chē)c它最近的且距離相等的Cs+有個(gè)小結(jié) 類(lèi)型離子晶體構(gòu)成晶體的粒子結(jié)構(gòu)相互作用反饋練習(xí) 學(xué)習(xí)好資料歡迎下載1某離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖

8、所示：則該離子晶體的化學(xué)式為（）。A abcB、 abc3C ab2 c3D ab 3c2高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu)。晶體中氧的化合價(jià)可看作部分為0 價(jià)，部分為 -2價(jià)。下圖為超氧化鉀晶體的一個(gè)晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元)。則下列說(shuō)法正確的A晶體中與每個(gè)K+ 距離最近的K+ 有 12 個(gè)B晶體中每個(gè)K+周?chē)?8 個(gè) O2 -，每個(gè) O2 -周?chē)?8 個(gè) K+C超氧化鉀的化學(xué)式為KO2 ，每個(gè)晶胞含有14 個(gè) K+ 和 13個(gè) O2-學(xué)習(xí)好資料歡迎下載D晶體中， 0 價(jià)氧原子與 -2 價(jià)氧原子的數(shù)目比可看作為3:15某離子晶體部分結(jié)構(gòu)如圖(1) 晶體中每個(gè) Y 同時(shí)吸引著最近的 _ 個(gè)

9、 X，每個(gè) X 同時(shí)吸引著最近的_ 個(gè) Y，該晶體的化學(xué)式為_(kāi)(2) 晶體中每個(gè)X 周?chē)c它最近且距離相等的X 共有 _ 個(gè) .(3) 晶體中距離最近的 2 個(gè) X 與一個(gè) Y 形成的夾角 XYX 的角度 _(4) 設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為M g mol -1，晶體密度為，阿佛加德羅常數(shù)為NA，則晶體中兩個(gè)距離最近的 X 中心間距離為 _cm學(xué)習(xí)好資料歡迎下載5答案：(1) 從圖中可知， Y 位于立方體中心，X 位于立方體相向的四個(gè)項(xiàng)點(diǎn)，故一個(gè)Y同時(shí)吸引著最近的X 有 4 個(gè)，每個(gè)X 同時(shí)吸引著最近的8 個(gè) Y，由此確定其化學(xué)式.： XY2(2) 由于頂點(diǎn)X 是 8 個(gè)立方體共有，每個(gè)面是兩個(gè)立方

10、體共享，故晶體中每個(gè)X 周?chē)c它最近且距離相等的X 應(yīng)有 83=12( 個(gè))(3) 可將圖中 4 個(gè) X 分別與 Y 連線，形成的構(gòu)型類(lèi)同于CH4 分子， XYX=(4) 每個(gè)小方體中會(huì) XY2 的物質(zhì)的量為【作業(yè)】 1當(dāng)人們談?wù)?991 年初春海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中的先進(jìn)武器時(shí)，都免不了要提到隱身戰(zhàn)斗機(jī) F-117A ，目前研制和應(yīng)用陷隱形材料是鐵氧體等磁性物質(zhì)，右圖是某隱形材料晶胞，其化學(xué)式表示為（）學(xué)習(xí)好資料歡迎下載A、 XYB、 X4YC、 XY2D、 X2Y3.如圖是氯化銫晶體的晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元)，已知晶體中2 個(gè)最近的Cs+ 離子核間距為 a cm ，氯化銫的式量為M， NA 為阿伏

11、加德羅常數(shù)，則氯化銫晶體的密度為A.g/cm 3B.g/cm 333C.g/cmD. g/cm4 已知氯化鈉的摩爾質(zhì)量為58.5 g.mol -1 ,阿伏加德羅常數(shù)取6.02 1023 mol -1, 則食鹽晶體中兩個(gè)距離最近的Na+ 的核間距離最接近下面四個(gè)數(shù)據(jù)中的哪一個(gè).()A、 3.0 10-8 cmB 、 3.5 10-8 cmC 、 4.0 10-8 cmD 、 5.0 10-8 cm第二課時(shí)【練習(xí)】 1下列說(shuō)法中正確的是（）。A、離子晶體中一定含有金屬離子B、晶體中若有離子鍵則晶體一定是離子晶體C、離子晶體中一定無(wú)非極性共價(jià)鍵D、使 ZnS 晶體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)需破壞離子鍵學(xué)習(xí)好資料歡

12、迎下載2CsCl 晶體中 Cs+的 C.N. 是 _ Cl - 的 C.N. 是 _.CaF 2 晶體中 Ca2+的 C.N. 是 _F -的 C.N. 是 _. 已知 KCl 的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl 的相似，則KCl 晶體中 K+的 C.N. 是 _ Cl -的 C.N. 是 _.3右圖所示的晶體結(jié)構(gòu)是一種具有優(yōu)良?jí)弘姟㈦姽獾裙δ艿木w材料的晶胞。（ 1）、晶體內(nèi)與每個(gè)“Ti緊”鄰的 O 原子數(shù)為個(gè)（ 2）、該晶體的化學(xué)式為（）A、BaTi 8O12B、 BaTi4O9C、BaTiO 3D 、 BaTi2O3注意：當(dāng)一個(gè)粒子被n 個(gè)晶胞同時(shí)擁有，則一個(gè)晶胞只占據(jù)該粒子的。對(duì)于長(zhǎng)方體型的晶胞而言

13、：一個(gè)晶胞所擁有的粒子總數(shù)=。學(xué)習(xí)好資料歡迎下載對(duì)于右圖所示晶胞：其中含 A 粒子個(gè)，含B 粒子個(gè)，含C 粒子個(gè)，含D 粒子個(gè)。所以該晶胞所表示的晶體的化學(xué)式為?！舅伎肌磕闼煜さ碾x子晶體具有哪些物理共性？離子晶體能否導(dǎo)電？如何解釋?zhuān)俊景鍟?shū)】 離子晶體的物理特性：（ 1）、硬度較高，密度較大，難壓縮，難揮發(fā)，熔沸點(diǎn)較高（ 2）、晶體不導(dǎo)電，在熔融狀態(tài)或水溶液中導(dǎo)電,不存在單個(gè)分子（ 3 ）離子晶體的水溶性常見(jiàn)的鹽類(lèi)中易溶于水的有 , 難溶于水的有 。一般而言，大多數(shù)離子晶體是可以溶于水的。學(xué)習(xí)好資料歡迎下載【觀察分析】鈉的鹵化物及堿金屬的氯化物的熔點(diǎn)有何變化變化規(guī)律？說(shuō)明什么？物質(zhì)NaFNaC

14、lNaBrNaINaClKClRbClCsCl熔點(diǎn)995801755651801776715646【板書(shū)】組成相似的離子晶體，離子半徑越小，離子電荷越多，離子鍵越強(qiáng)，晶體熔點(diǎn)沸點(diǎn)越高。如： KFKClKBrAl2 O3MgO【講述】 離子晶體的熔點(diǎn)和離子晶體的穩(wěn)定性與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)。離子鍵的強(qiáng)弱可用離子晶體的晶格能來(lái)表示。【板書(shū)】 二、離子鍵的強(qiáng)度晶格能【板書(shū)】（ 1） . 晶格能 （符號(hào)為U） :拆開(kāi) 1 mol 離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和陽(yáng)離子所吸收的能量例如：拆開(kāi)1 mol NaCl晶體使之形成氣態(tài)鈉離子和氯離子時(shí),吸收的能量 .用 U 表示 :KJ.mol學(xué)習(xí)好資料歡迎下載NaCl

15、（ s）Na+（g） +Cl - （ g）U= 786-1晶格能 U 越大 , 表明離子晶體中的離子鍵越牢固。一般而言，晶格能越大，離子晶體的離子鍵越強(qiáng) .破壞離子鍵時(shí)吸收的能量就越多, 離子晶體的熔沸點(diǎn)越高，硬度越大?！舅伎肌?由下列離子化合物熔點(diǎn)變化規(guī)律,分析晶格能 與離子半徑、離子電荷有什么關(guān)系?AB 型離子晶體離子電荷晶格能（ kJ/mol)熔點(diǎn)摩氏硬度NaF19239933.2NaCl17868012.5NaBr17477472.5NaI17046612.5MgO23 7912 8526.5CaO23 4012 6144.5SrO23 2232 4303.5BaO23 0541 91

16、83.3【板書(shū)】（ 2） .影響晶格能的因素離子的電荷數(shù)和離子半徑【小結(jié)板書(shū)】對(duì)晶體構(gòu)型相同的離子化合物離子電荷數(shù)越大，離子半徑越小，晶格能越大，離子鍵越強(qiáng)，晶體越穩(wěn)定，離子晶體的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。學(xué)習(xí)好資料歡迎下載類(lèi)型離子晶體構(gòu)成晶體的粒子結(jié)構(gòu)相互作用硬度熔、沸點(diǎn)性質(zhì)導(dǎo)電性溶解性實(shí)例學(xué)習(xí)好資料歡迎下載【投影】四種類(lèi)型晶體的比較：晶體類(lèi)型離子晶體分子晶體原子晶體金屬晶體構(gòu)成粒子粒子間相互作用硬度熔沸點(diǎn)導(dǎo)電性溶解性典型實(shí)例1 、下列大小關(guān)系正確的是（）。A、晶格能： NaClCaOC、熔點(diǎn)： NaINaBrD、熔沸點(diǎn)： CO2 NaCl2 、已知：三種氟化物的晶格能如下表：晶格能（ kJ/

17、mol ）Na+923Mg2+2 957Al3+5 492三種氟化物的晶格能的遞變?cè)蚴?。學(xué)習(xí)好資料歡迎下載3、已知：硅酸鹽和石英的晶格能如下表：硅酸鹽礦物和石英晶格能（ kJ/mol ）橄欖石4 400輝石4 100角閃石3 800云母3 800長(zhǎng)石2 400石英2 600回答下列問(wèn)題：（1）橄欖石和云母晶出的順序是。（2）石英總是在各種硅酸鹽析出后才晶出的原因是。（3）推測(cè)云母和橄欖石的熔點(diǎn)順序?yàn)椋捕却笮椤?、下表列出了鈉的鹵化物和硅的鹵化物的熔點(diǎn)：NaXNaFNaClNaBrNaI熔點(diǎn)995801775651SiX4SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔點(diǎn) 90.2 70.45.21

18、20.5回答下列問(wèn)題：（1 ）鈉的鹵化物的熔點(diǎn)比相應(yīng)的硅的鹵化物的熔點(diǎn)高很多，其原因是學(xué)習(xí)好資料歡迎下載。（2 ） NaF 的熔點(diǎn)比NaBr 的熔點(diǎn)高的原因是。SiF4 的熔點(diǎn)比SiBr4 的熔點(diǎn)低的原因是。（3 ） NaF 和 NaBr 的晶格能的高低順序?yàn)椋捕却笮椤? 2001 年曾報(bào)道，硼鎂化合物刷新了金屬化合物超導(dǎo)溫度的最高記錄。該化合晶體結(jié)構(gòu)中的晶胞如右圖所示。鎂原子間形成正六棱柱，六個(gè)硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式可表示為AMg14 B6BMg2 BCMgB2DMg 3B2 課內(nèi)練習(xí) 學(xué)習(xí)好資料歡迎下載1、下列含有極性鍵的離子晶體是（）。醋酸鈉氫氧化鉀金剛石乙醇氯化鈣A、

19、B 、C 、D 、2、圖一為氯化鈉晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖。它向三維空間延伸得到完美晶體。試回答：（1 ）、一個(gè)氯化鈉晶胞中有個(gè) Na + , 有個(gè) Cl-。（2 ）、某溫度下，測(cè)得晶胞的邊長(zhǎng)為a cm,求氯化鈉晶體的密度。（3 ）、若已知NaCl 的密度為d g/cm 3 ,則 NaCl 晶體中 Na+ 與 Na+ 的最短距離是多少？2曾有“打破砂鍋問(wèn)到底”的說(shuō)話，這說(shuō)明陶瓷砂鍋是很容易碎的，但是在普通陶瓷中添加氧化鋁等物質(zhì)，在加壓條件下燒至2100 左右，就可得到高致密氧化鋁陶瓷。氧化鋁陶瓷在常溫性能和高溫性能方面，都是現(xiàn)有陶瓷材料中的上品，用賤如砂土和煤炭一類(lèi)的材料，經(jīng)過(guò)晶體學(xué)家的一番化學(xué)加工，就可以做成性能優(yōu)良的高科技產(chǎn)品，身價(jià)驟增千百倍，真有“點(diǎn)石成金”之妙。例.某氧化鋁陶瓷晶體中含有A,B,C 三種原子 ,其排列方式如圖所示,則晶體中 A,B,C 三種原子的個(gè)數(shù)比為: _.答案 :1