第四節(jié)離子晶體

第四節(jié)離子晶體復(fù)習(xí)：三種晶體類型與性質(zhì)的比較晶體類型原子晶體分子晶體金屬晶體概念相鄰原子之間以共價(jià)鍵相結(jié)合而成具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體分子間以范德華力相結(jié)合而成的晶體通過金屬鍵形成的晶體作用力共價(jià)鍵范德華力金屬鍵構(gòu)成微粒原子分子金屬陽離子和“電子氣”自由電子物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)很高很低差別較大硬度很大很小差別較大導(dǎo)電性無（硅為半導(dǎo)體）無導(dǎo)體實(shí)例金剛石、二氧化硅、晶體硅、碳化硅

Ar、S等Au、Fe、Cu、鋼鐵等晶體氯化鈉干冰金剛石熔點(diǎn)（℃）801-56.23550思考：為什么氯化鈉的性質(zhì)與干冰、金剛石的不同？陰、陽離子通過離子鍵形成離子晶體1、離子晶體定義：由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體注：（1）結(jié)構(gòu)微粒：陰、陽離子（2）相互作用：離子鍵,離子所帶的電荷越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，離子晶體的熔沸點(diǎn)越高。（3）種類繁多：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)粒子可向空間無限擴(kuò)展下列物質(zhì)中哪些是離子化合物？哪些是只含離子鍵的離子化合物？Na2O、NH4Cl、O2、Na2SO4、NaCl、CsCl、CaF2AlCl3、CaH2離子化合物:Na2O、NH4Cl、Na2SO4、NaCl、

CsCl、CaF2、

CaH2只含離子鍵的離子化合物:Na2O、NaCl、CsCl、

CaF2﹑

CaH2NaCl晶體結(jié)構(gòu)模型(1)每個(gè)晶胞含鈉離子、氯離子的個(gè)數(shù)頂點(diǎn)占1/8；棱占1/4；面心占1/2；體心占1氯離子：4鈉離子：4晶體的微觀結(jié)構(gòu)NaCl計(jì)算方法小結(jié):在NaCl晶體中,

(填存在或不存在)分子,存在許多

離子和

離子,以

鍵相結(jié)合,陰陽離子的個(gè)數(shù)比為

，因此NaCl表示的含義是

.NaCl晶體結(jié)構(gòu)模型1.根據(jù)小球大小判斷哪種代表Na+,Cl-?2.該結(jié)構(gòu)中,Na+與Cl-排列有什么規(guī)律?3.每個(gè)Na+周圍吸引著幾個(gè)Cl-?每個(gè)Cl-周圍吸引著幾個(gè)Na+?每個(gè)Na+周圍吸引著幾個(gè)Na+,每個(gè)Cl-周圍吸引著幾個(gè)Cl-

?食鹽的晶體結(jié)構(gòu)圖Na+Cl-315624154236思考：每個(gè)Cl-

周圍與之最接近且距離相等的Na+共有

個(gè)。6這幾個(gè)Na+在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

。正八面體(二)晶體中微粒的排列、個(gè)數(shù)(二)晶體中微粒的排列、個(gè)數(shù)思考：每個(gè)Na+

周圍與之最接近且距離相等Cl-的共有

個(gè)。這幾個(gè)Na+在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

。正八面體6與一個(gè)氯離子相鄰最近且距離相等的氯離子有多少個(gè)？食鹽的晶體結(jié)構(gòu)圖

距離是多少？(圖示距離為a)思考：a12個(gè)2a123456789101112aa?(二)晶體中微粒的排列、個(gè)數(shù)(二)晶體中微粒的排列、個(gè)數(shù)小結(jié)每個(gè)Cl-

周圍與之最接近且距離相等的Na+共有

個(gè)。6這幾個(gè)Na+在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

。正八面體每個(gè)Na+

周圍與之最接近且距離相等的Cl-共有

個(gè)。6這幾個(gè)Cl-在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

。正八面體與一個(gè)氯離子相鄰最近且距離相等的氯離子有多少個(gè)？

距離是多少？(圖示距離為a)12個(gè)2aa氯離子銫離子

1、每個(gè)晶胞含

銫離子、

氯離子？2、在氯化銫晶體中，每個(gè)Cs+周圍與之最接近且距離相等的Cl-共有

；這幾個(gè)Cl-在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

。8個(gè)立方體氯化銫晶體1個(gè)1個(gè)3、在氯化銫晶體中，每個(gè)Cl-周圍與之最接近且距離相等的Cs+共有

；這幾個(gè)Cs+在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

。8個(gè)立方體12304655在每個(gè)Cs+周圍距離相等且最近的Cs+共有

；這幾個(gè)Cs+在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型

。

6個(gè)正八面體科學(xué)探究：找出CsCl、NaCl兩種離子晶體中陽離子和陰離子的配位數(shù)，它們是否相等？為什么？離子晶體陰離子的配位數(shù)陽離子的配位數(shù)NaClCsCl6688正負(fù)離子電荷比為1:1，所以陰陽離子的配位數(shù)相等。ZnS型離子晶體Zn2+周圍有_______個(gè)S2-S2-周圍有_______個(gè)Zn2+44CaF2型（螢石）Ca2+配位數(shù)為8F-配位數(shù)為4。這種正負(fù)離子的電荷比是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素，簡稱電荷因素。NaCl

CsCl

ZnS同為AB型離子晶體為什么配位數(shù)不同呢？決定離子晶體結(jié)構(gòu)還有哪些因素呢？離子Na+Cs+Cl-離子半徑/pm95169181NaClCsClr+/r-=r+/r-=C.N.=6C.N.=80.5250.934晶體中正負(fù)離子的的半徑比(r+/r-)是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素,簡稱幾何因素。決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素幾何因素：晶體中正負(fù)離子的半徑比決定正負(fù)離子的配位數(shù)電荷因素：晶體中正負(fù)離子的電荷比決定正負(fù)離子配位數(shù)是否相等鍵性因素：離子晶體的結(jié)構(gòu)類型還與離子鍵的純粹程度(簡稱鍵性因素)，即與晶體中正負(fù)離子的相互極化程度有關(guān)。離子鍵的純粹程度，其中離子鍵的純粹程度簡稱鍵性因素。

當(dāng)離子半徑大，受相反電荷離子的電場(chǎng)作用變成橢球形，不再維持原來的球形，離子鍵就向共價(jià)鍵過渡。沒有純粹的離子鍵離子鍵應(yīng)該看作共價(jià)鍵的一種極限。共價(jià)鍵與離子鍵之間沒有嚴(yán)格的界限，澤維爾在運(yùn)用激光技術(shù)研究氰化碘的分解時(shí)發(fā)現(xiàn)，用激光脈沖照射碘化鈉，當(dāng)兩核間距為1～1.5nm時(shí)，呈離子鍵；當(dāng)兩核靠近約0.28nm時(shí)，成共價(jià)健。通?？梢哉J(rèn)為，兩元素電負(fù)性差值遠(yuǎn)大于1.7時(shí)，成離子鍵；遠(yuǎn)小于1.7時(shí)，成共價(jià)鍵；如果兩元素電負(fù)性差值在1.7附近，則它們的成鍵具有離子鍵和共價(jià)鍵的雙重特性，碘化銀就是一個(gè)很好的例子，離子極化理論可以很好的解釋這種現(xiàn)象?？茖W(xué)視野思考：碳酸鹽的穩(wěn)定性與什么因素有關(guān)？分析：碳酸鹽的分解溫度與金屬陽離子所帶的電荷及陽離子半徑有關(guān)例：下表是幾種碳酸鹽的分解溫度和陽離子半徑碳酸鹽MgCO3CaCO3SrO3BaCO3

熱分解溫度/℃40290011721360陽離子半徑/pm6699112135分析上表可以得出

A．離子晶體中陽離子的半徑越大，越易分解

B．離子晶體中陽離子的半徑越小，越易分解C．離子晶體中陽離子的半徑越大，結(jié)合碳酸根中的氧離子越容易

D．離子晶體中陽離子的半徑越小，結(jié)合碳酸根中的氧越容易BD可以用離子極化來說明，在碳酸鹽中，陽離子半徑越小，即z/r越大，極化力越強(qiáng)，越容易從碳酸根中奪取O2-成為氧化物，同時(shí)放出二氧化碳，表現(xiàn)為碳酸鹽的熱穩(wěn)定性差，受熱容易分解1.下列物質(zhì)中，化學(xué)式能準(zhǔn)確表示該物質(zhì)分子組成的是A.NH4ClB.SiO2C.P4D.Na2SO4問題反思——化學(xué)式能否表示分子，關(guān)鍵能判斷該物質(zhì)是否為分子晶體例題：Ｃ

2.下列有關(guān)晶體的敘述中不正確的是()A.

金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)中,最小的環(huán)上有6個(gè)碳原子B.

氯化鈉晶體中,每個(gè)Na+周圍距離相等的Na+離子共有12個(gè)C.

氯化銫晶體中,每個(gè)銫離子周圍緊鄰8個(gè)氯離子D.

干冰晶體中,每個(gè)二氧化碳分子周圍緊鄰10個(gè)二氧化碳分子Ｄ3.關(guān)于晶體的下列說法中正確的是（）A.在離子晶體中只要有陰離子就一定有陽離子B.在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子C.原子晶體的熔沸點(diǎn)一定比金屬晶體的高D.分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低Ａ二、晶格能1、定義：氣態(tài)離子形成1摩離子晶體時(shí)釋放的能量。仔細(xì)閱讀表3—8，分析晶格能的大小與離子晶體的熔點(diǎn)有什么關(guān)系？離子晶體的晶格能與哪些因素有關(guān)？某些離子晶體的晶格能F-Cl-Br-I-Li+Na+K+Rb+Cs+1036923821785740853786715689659807747682660631757704649630604二、晶格能1、定義：氣態(tài)離子形成1摩離子晶體時(shí)釋放的能量。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。晶格能∝(q1*q2)/r（3）晶格能的作用晶格能越大：形成的離子晶體越穩(wěn)定；（離子鍵越強(qiáng)）熔點(diǎn)越高；硬度越大。晶格能也影響了巖漿晶出的次序，晶格能越大，巖漿中的礦物越易結(jié)晶析出無單個(gè)分子存在；NaCl不表示分子式。熔沸點(diǎn)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(diǎn)升高。一般易溶于水，而難溶于非極性溶劑。固態(tài)不導(dǎo)電，水溶液或者熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電。(熔融時(shí)一般只破壞離子鍵，不破壞共價(jià)鍵。但NaHCO3等例外）小結(jié)：離子晶體的性質(zhì)例：下列熱化學(xué)方程式中，能直接表示出氯化鈉晶格能的是()A、Na+(g)+Cl-(g)=NaCl(s);△H

B、Na(s)+1/2Cl2(g)=NaCl(s);△H1

C、Na(s)=Na(g);△H2D、Na(g)-e-=Na+(g);△H3E、1/2Cl2(g)=Cl(g);△H4F、Cl(g)+e-=Cl-(g);△H5寫出△H1與△H

、△H2、△H3、△H4、△H5之間的關(guān)系式

△H1=△H+△H2+△H3+△H4+△H5A1

23

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784、中學(xué)教材上圖示的NaCl晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間延伸得到完美晶體。NiO晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相同，Ni2＋與鄰近的O2-核間距為a×10-8㎝，計(jì)算NiO晶體密度（已知NiO摩爾質(zhì)量為74.7g·mol-1)解：在該晶體中最小正方體中所含的Ni2+、O2－個(gè)數(shù)均為:即晶體中每個(gè)小正方體中平均含有1/2個(gè)NiO.其質(zhì)量為:而此小正方體體積為(a×10-8㎝)3故NiO晶體密度為：74.7g6.02×1023×12（個(gè)）124×

18=74.7g6.02×1023×12(a×10-8㎝)3g.㎝-362.0a3=練習(xí)變式

(1)NiO晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相同，設(shè)NiO的摩爾質(zhì)量Mg/mo