人教版高中化學(xué)選修3講義離子晶體

第四節(jié)離子晶體目標(biāo)與素養(yǎng)：1.能說明離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理性質(zhì)。（宏觀辨識(shí)與模型認(rèn)知）2.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。（宏觀辨識(shí)與證據(jù)推理）3.知道離子晶體的結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力以及與其他晶體的區(qū)別。（宏觀辨識(shí)與微觀探析）自主預(yù)習(xí)*”品新知L基礎(chǔ)知識(shí)填充」一、離子晶體1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）構(gòu)成粒子：陰離子和陽離子。（2）作用力：離子鍵。（3）配位數(shù)：一個(gè)離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目。.決定晶體結(jié)構(gòu)的因素幾何兇君電荷困版性因素晶體中n:負(fù)再子的史荷比幾何兇君電荷困版性因素晶體中n:負(fù)再子的史荷比戰(zhàn)悻，中壬負(fù)圈子的宇徑比（匚齊」尚子雄的甄梓再度.特征性質(zhì)硬度較大，熔沸點(diǎn)較高。晶體不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)或溶于水中可以導(dǎo)電。4.常見離子晶體模型晶體類型NaClCsClCaF2晶胞鬻wjCl ffl陽離子的配位數(shù)688陰離子的配位數(shù)684晶胞中所含離子數(shù)Cl-4Na+4Cs+1Cl-1Ca2+4F-8

二、晶格能.概念氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量。通常取正值，單位為kJ?mol-1。.影響因素晶格能一一離子帶電荷越多晶格能一一離子帶電荷越多.

一離子半徑越小_f越大，如晶格能：MgO>NaCl,NaCl>KClo.晶格能對(duì)離子晶體性質(zhì)的影響：晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，而且熔點(diǎn)越高，硬度越大。預(yù)習(xí)效果臉收.判斷正誤(正確的打“J”，錯(cuò)誤的打"X”)(1)離子晶體中有陰、陽離子，只存在離子鍵()(2)NaCl、CsCl晶體中離子的配位數(shù)均為6()⑶晶體的結(jié)構(gòu)可由幾何因素，電荷因素等決定()(4)晶格能指破壞1mol離子鍵所吸收的能量()僧案］(1)X(2)X(3"(4)X.下列說法正確的是()A.離子晶體中可能含有共價(jià)鍵，但一定含有金屬元素.分子晶體中一定含有共價(jià)鍵C.離子晶體中一定不存在非極性鍵D.含有離子鍵的晶體一定是離子晶體［答案］D3.有A、B、C三種晶體，分別由H、C、Na、Cl四種元素中的一種或幾種形成，對(duì)這三種晶體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見下表:熔點(diǎn)/℃硬度水溶性導(dǎo)電性水溶液與Ag+反應(yīng)A801較大易溶水溶液(或熔融)導(dǎo)電白色沉淀B>3550很大不溶不導(dǎo)電不反應(yīng)C一114.2很小易溶液態(tài)不導(dǎo)電白色沉淀(1)晶體的化學(xué)式分別為:A,B,C。(2)晶體中粒子間的作用分別為：A ,B,C 。［答案］(1)NaClCHCl(2)離子鍵共價(jià)鍵分子間作用力核心突破*)放重康離子晶體的結(jié)構(gòu)逑難點(diǎn)11.離子晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)離子晶體微粒之間的作用力是離子鍵。由于靜電作用沒有方向性，故離子鍵沒有方向性。只要條件允許，陽離子周圍可以盡可能多地吸引陰離子，同樣，陰離子周圍可以盡可能多地吸引陽離子，故離子鍵也沒有飽和性。根據(jù)靜電作用大小的影響因素可知，在離子晶體中陰、陽離子半徑越小，所帶電荷數(shù)越多，離子鍵越強(qiáng)。⑵離子晶體的化學(xué)式只表示晶體中陰、陽離子的個(gè)數(shù)比，而不是表示其分子組成。如NaCl表示NaCl晶體中Na+與Cl-的個(gè)數(shù)比為1：1。2.常見離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)晶體晶胞晶胞詳解NaCl2①在NaCl晶體中，Na+的配位數(shù)為6,Cl-的配位數(shù)為6②與Na+(Cl-)等距離且最近的Na+(Cl-)有12個(gè)③每個(gè)晶胞中有4個(gè)Na+和4個(gè)Cl-④每個(gè)Cl-周圍的Na+構(gòu)成正八面體CsCl部鄢：①在CsCl晶體中，Cs+的配位數(shù)為8,Cl-的配位數(shù)為8②每個(gè)Cs+與6個(gè)Cs+等距離相鄰，每個(gè)Cs+與8個(gè)Cl-等距離相鄰

自而/二f ①在CaF2晶體中，Ca2+的配位數(shù)為8,F-的配位c叫 卷手?jǐn)?shù)為4醫(yī)塞第 ②每個(gè)晶胞中含有4個(gè)Ca2+和8個(gè)F-感喙頗IL舞.下列關(guān)于氯化銫晶體的敘述中，不正確的是（）A.1mol氯化銫中有NA個(gè)CsCl分子.氯化銫晶體中，每個(gè)Cs+周圍與它最近且等距離的Cs+有6個(gè)C.氯化銫晶體中，Cs+和Cl-的配位數(shù)都是8D.每個(gè)晶胞中平均含有1個(gè)Cs+和1個(gè)Cl-A［在氯化銫晶體中不存在CsCl分子，只存在Cs+和Cl-,化學(xué)式CsCl表示氯化銫晶體中Cs+和Cl-的個(gè)數(shù)比為1：1。］.下面是從NaCl或CsCl晶體結(jié)構(gòu)中分割出來的部分結(jié)構(gòu)圖，其中屬于從NaCl晶體中分割出來的結(jié)構(gòu)圖的是(D ② ③ ④(D ② ③ ④［解析］NaCl晶體是簡(jiǎn)單立方體結(jié)構(gòu)，每個(gè)Na+周圍有6個(gè)Cl-,每個(gè)Cl-周圍有6個(gè)Na+；與每個(gè)Na+等距離的Cl-有6個(gè)，且構(gòu)成正八面體，同理，與每個(gè)Cl-等距離的6個(gè)Na+也構(gòu)成正八面體，由此可知圖①和④是屬于從NaCl晶體中分割出來的。［答案］①④晶格能與離子晶體的性質(zhì)關(guān)系陰、陽離子帶的電荷越多一陰、陽離子帶的電荷越多一離子半徑越小一一晶格能越大一離子晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高,硬度越大。如熔點(diǎn)：MgO>NaCl>CsClo⑥對(duì)點(diǎn)訓(xùn)煉,下列有關(guān)離子晶體的數(shù)據(jù)大小比較，不正確的是（）A.熔點(diǎn)：NaF>MgF2>AlF3B.晶格能：NaF>NaCl>NaBrC.陰離子的配位數(shù)：CsCl>NaCl>CaF2D,硬度：MgO>CaO>BaOA［熔點(diǎn)高低順序取決于離子半徑和帶的電荷數(shù)，即AlF3>MgF2>NaFo］離子晶體中的6個(gè)“不一定”(1)離子晶體中不一定都含有金屬元素，如nh4no3晶體。⑵離子晶體的熔點(diǎn)不一定低于原子晶體，如MgO的熔點(diǎn)(2800℃)高于SiO2的熔點(diǎn)(1600℃)。(3)離子晶體中除含離子鍵外不一定不含其他化學(xué)鍵，如CH3COONH4中除含離子鍵外，還含有共價(jià)鍵、配位鍵。(4)由金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體，如AlCl3是分子晶體。⑸含有陽離子的晶體不一定是離子晶體，也可能是金屬晶體。(6)離子晶體中不一定不含分子，如CuSO4?5H2O晶體。當(dāng)堂達(dá)標(biāo)?提素養(yǎng).關(guān)于離子晶體的性質(zhì)的敘述，正確的是()A.熔、沸點(diǎn)一般較高，且難以揮發(fā)B.硬度很小，容易變形C.都能溶于有機(jī)溶劑而難溶于水D.密度很小A［離子晶體中的陰、陽離子通過一種強(qiáng)烈的相互作用一一離子鍵結(jié)合在一起，離子鍵的鍵能較大，且極性很強(qiáng)，除了有些在極性溶劑中容易斷裂外，其他的必須在高溫下才能斷裂，所以其熔、沸點(diǎn)都較高，不易揮發(fā)，硬度很大，不易變形，難溶于有機(jī)溶劑。又因?yàn)樵陔x子晶體中，較大的離子采取密堆積形式，較小離子填隙，所以密度一般都較大。］,下列物質(zhì)中屬于含有非極性鍵的離子晶體的是()①氫氧化鉀②過氧化鈉③金剛石④乙醇⑤乙酸鈉A.①②③⑤ B.②⑤

C.①③④⑤ D.①②⑤僭案］B下列有關(guān)離子晶體的敘述中，不正確的是（）A.1mol氯化鈉晶體中有NA個(gè)NaCl分子B.氯化鈉晶體中，每個(gè)Na+周圍距離最近且相等的Cl-共有6個(gè)。醋酸鈉屬于離子晶體，含非極性鍵D,平均每個(gè)NaCl晶胞有4個(gè)Na+、4個(gè)Cl-1A［NaCl為面心立方結(jié)構(gòu)，每個(gè)晶胞中Na+個(gè)數(shù)為12X4+1=4,Cl-的個(gè)數(shù)11為8Xg+6X2=4,則1mol氯化鈉晶體中有4NA個(gè)Na+、4NA個(gè)Cl-,不存在分子，A項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；由NaCl晶胞結(jié)構(gòu)可知，Na+在棱心和體心時(shí)，頂點(diǎn)和面心為Cl-,則每個(gè)Na+周圍距離最近且相等的Cl-共有6個(gè)，B項(xiàng)正確；醋酸鈉中存在碳碳非極性鍵，C項(xiàng)正確。］.氧化鈣在2973K時(shí)熔化，而氯化鈉在1074K時(shí)熔化。已知兩者的離子間距離和晶體結(jié)構(gòu)都類似，有關(guān)它們?nèi)埸c(diǎn)差別較大的原因敘述不正確的是（）A.氧化鈣晶體中陰、陽離子所帶的電荷數(shù)多B.氧化鈣的晶格能比氯化鈉的晶格能大C.氧化鈣晶體的結(jié)構(gòu)類型和氯化鈉的結(jié)構(gòu)類型不同D.氧化鈣與氯化鈉的離子間距類似的情況下，晶格能主要由陰、陽離子所帶電荷多少?zèng)Q定C［離子晶體的熔、沸點(diǎn)主要取決于晶體的晶格能，晶格能與離子半徑成反比，而與離子所帶的電荷成正比。在離子間距類似的前提下因離子所帶電荷Ca2+>Na+，O2->Cl-，故晶格能CaONaCl，CaO熔點(diǎn)高。］如圖所示，直線交點(diǎn)處的圓圈為NaCl晶體中Na+或Cl-所處的位置。這兩種離子在空間三個(gè)互相垂直的方向上都是等距離排列的。（1）將其中代表Cl-的圓圈涂黑（不必考慮體積大?。?，以完成NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖。（2）晶體中，在每個(gè)Na+周圍與它最近且距離相等的Na+共有 個(gè)。(3)晶體中每一個(gè)重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元叫晶胞。在NaCl晶胞中，正六面體的頂點(diǎn)上、面上、棱上的Na+或Cl-為該晶胞與其相鄰的晶胞所共有，一個(gè)晶胞中Cl-的個(gè)數(shù)等于，即(填計(jì)算式) ；Na+的個(gè)數(shù)等于，即(填計(jì)算TOC\o"1-5"\h\z式) 。(4)設(shè)NaCl的摩爾質(zhì)量為Mg-mol-i,NaCl晶體的密度為pg?cm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA。NaCl晶體中兩個(gè)鈉離子間的最近距離為cm。［解析］(2)從體心的Na+看，與它最近且距離相等的Na+共有12個(gè)。(3)根據(jù)離子晶體的晶胞中陰、陽離子個(gè)數(shù)的求算方法可