2023-2024學(xué)年蘇教版新教材選擇性必修二 專題3第二單元 離子鍵 離子晶體 學(xué)案

3.2離子鍵離子晶體【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．能結(jié)合實(shí)例描述離子鍵的成鍵特征及其本質(zhì)。2．能解釋和預(yù)測同類型離子化合物的某些性質(zhì)。3．會(huì)描述常見類型的離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)。4．能運(yùn)用模型和有關(guān)理論解釋不同類型離子化合物的晶胞構(gòu)成?！净A(chǔ)知識(shí)梳理】一、離子鍵1．離子鍵和離子化合物（1）概念：陰、陽離子之間通過___________形成的化學(xué)鍵叫離子鍵，由___________形成的化合物叫離子化合物。（2）成鍵微粒：離子鍵的成鍵微粒是___________和___________。陰離子可以是單核離子或多核離子，如Cl-、O2-、H-、O22-、OH-、SO42-等。陽離子可以是金屬離子，如K+、Ag+、Fe3+或銨根離子（NH4+）。有的離子化合物只含有離子鍵，有的化合物中既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵。2．離子鍵的形成及特征（1）離子鍵的形成：①陰、陽離子之間的___________使陰、陽離子相互吸引，陰、陽離子的核外電子之間、原子核之間的___________使陰、陽離子相互排斥。②當(dāng)陰、陽離子之間的___________和___________達(dá)到平衡時(shí)，陰、陽離子保持一定的___________，形成穩(wěn)定的離子鍵，整個(gè)體系達(dá)到___________狀態(tài)。（2）離子鍵的特征：離子鍵沒有___________性和___________性。陰、陽離子在各個(gè)方向上都可以與相反電荷的離子發(fā)生靜電作用，即沒有___________性；在靜電作用能夠達(dá)到的范圍內(nèi)，只要空間允許，一個(gè)離子可以同時(shí)吸引多個(gè)帶相反電荷的離子，即沒有___________性。二、離子晶體1．概念及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）概念：由___________按一定方式有規(guī)則地排列的晶體。（2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①構(gòu)成微粒：___________和___________，離子晶體中不存在單個(gè)分子，其化學(xué)式表示的是___________。②微粒間的作用力：___________。③離子晶體中不同離子周圍異電性離子數(shù)目的多少主要取決于陰、陽離子的___________。2．晶格能(1)概念：拆開___________離子晶體使之形成___________陰離子___________陽離子所___________的能量。用符號(hào)________表示。(2)影響因素：離子晶體中離子半徑越____，所帶電荷越___，晶格能越大。(3)晶格能與晶體物理性質(zhì)的關(guān)系：晶格能越大，離子鍵穩(wěn)定性越____，離子晶體的熔點(diǎn)越____，硬度越____。3．離子晶體的物理性質(zhì)（1）熔、沸點(diǎn)：離子晶體一般具有___________的熔、沸點(diǎn)，難揮發(fā)。（2）硬度：離子晶體硬度___________。（3）導(dǎo)電性：離子晶體____導(dǎo)電，熔融態(tài)或溶于水后____導(dǎo)電。（4）溶解性：大多數(shù)離子晶體____溶于水，___溶于非極性溶劑（如苯、汽油、CCl4等）三、常見類型離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)1．NaCl晶體結(jié)構(gòu)模型（1）在NaCl晶體中，每個(gè)Na+周圍與它等距的Cl-有_____個(gè)，每個(gè)Cl-周圍與它等距的Na+有_____個(gè)，即Na+和Cl-配位數(shù)都是_____。_____個(gè)Na+（或Cl-）圍成一個(gè)正八面體。（2）每個(gè)Na+周圍與它最近且等距的Na+有_____個(gè)，每個(gè)Cl-周圍與它最近且等距的Cl-有_____個(gè)（同層_____個(gè)，上層_____個(gè)，下層_____個(gè)）。（3）在NaCl晶體的一個(gè)晶胞中，含Na+：__________個(gè)（寫出計(jì)算過程），含Cl-__________個(gè)（寫出計(jì)算過程）。NaCl晶體的化學(xué)式為NaCl，晶胞的組成為__________。（4）屬于NaCl型離子晶體的還有KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO、CaS等。2．CsCl晶體結(jié)構(gòu)模型（1）在CsCl晶體中，每個(gè)CS+周圍與它等距的Cl-有_____個(gè)，每個(gè)Cl-周圍與它等距的CS+有_____個(gè)。CS+和Cl-配位數(shù)都是_____。（2）每個(gè)Cs+周圍與它最近且等距的Cs+有_____個(gè)，每個(gè)Cl-周圍與它最近且等距的Cl-有_____個(gè)（上、下、左、右、前、后）。（3）在CsCl晶體的一個(gè)晶胞中（上圖右圖），含Cs+：__________個(gè)（寫出計(jì)算過程），含Cl-_____個(gè)。CsCl晶體中Cs+與Cl-的個(gè)數(shù)比為_________?！菊n堂檢測】1．（1）下列化合物中，屬于離子化合物的有____，其中，既含有含有離子鍵又含有共價(jià)鍵的有____。①HCl②NaCl③Na2O④NaOH（2）寫出下列離子化合物的電子式：NaOH_____________K2O_____________NH4Cl____________2．比較下列各組離子化合物晶格能的大?。海?）Na2O、K2O（2）KCl、MgCl2（3）NaF、CsBr3．堿金屬和鹵素形成的化合物大多具有的性質(zhì)是()①固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)導(dǎo)電②能溶于水，其水溶液導(dǎo)電③低熔點(diǎn)④高沸點(diǎn)⑤易升華A．①②③B．①②④C．①④⑤D．②③④4．離子晶體中一個(gè)離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目，叫作離子的配位數(shù)。一種離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。其中陽離子A用表示，陰離子B用表示。(1)每個(gè)晶胞中含A的數(shù)目為________個(gè)，含B的數(shù)目為________個(gè)。(2)若A的核外電子排布與Ar的相同，B的核外電子排布與Ne的相同，則該離子化合物的化學(xué)式為________。(3)該離子晶體中陽離子的配位數(shù)為________，陰離子的配位數(shù)為________。【例1】氟石和螢石的主要成分均為CaF2，非常純的氟石用來制作特種透鏡，螢石主要用作冶煉金屬的助熔劑；飲水中含有1～1.5ppm氟化鈣時(shí)，能防治牙病。下列有關(guān)CaF2的表述正確的是()A．Ca2＋與F－間僅存在靜電吸引作用B．F－的離子半徑小于Cl－，則CaF2的熔點(diǎn)低于CaCl2C．陰、陽離子個(gè)數(shù)之比為2∶1的物質(zhì)，均與CaF2晶體構(gòu)型相同D．CaF2中的化學(xué)鍵為離子鍵，因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電【例2】下列各組微粒中，半徑依次減小的是()A．O、Cl、S、PB．K＋、Mg2＋、Al3＋、H＋C．I－、Br－、Cl－、S2－D．Al3＋、Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋【例3】鋇在氧氣中燃燒時(shí)得到一種鋇的氧化物晶體，結(jié)構(gòu)如圖所示。有關(guān)說法不正確的是()A．該晶體屬于離子晶體B．晶體的化學(xué)式為Ba2O2C．該晶體晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相似D．與每個(gè)Ba2＋距離相等且最近的Ba2＋共有12個(gè)

參考答案【基礎(chǔ)知識(shí)梳理】一、離子鍵1．（1）靜電作用離子鍵（2）陽離子陰離子2．離子鍵的形成及特征（1）①靜電引力靜電斥力②靜電引力靜電斥力平衡間距能量最低（2）方向飽和方向飽和二、離子晶體1．（1）陰、陽離子（2）①陰離子陽離子離子的個(gè)數(shù)比②離子鍵③相對大小2．(1)1mol氣態(tài)氣態(tài)吸收U(2)小多(3)強(qiáng)高大3．（1）較高（2）較大（3）不能（4）能難三、常見類型離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)1．（1）6666（21212444（3）6×+8×=412×+1=4Na4Cl42．（1）888（2）66（3）8×=111:1【課堂檢測】1．答案：（1）②③④④（2）2．答案：（1）Na2O>K2O（2）KCl<MgCl2（3）NaF>CsBr3．答案：B4．答案：(1)48(2)CaF2(3)84解析：(1)A在頂點(diǎn)與面心，屬于該晶胞數(shù)目為8×＋6×＝4，B在體內(nèi)，共有8個(gè)。(2)A、B個(gè)數(shù)比為1∶2，，根據(jù)題意可知A為Ca2＋、B為F－。(3)每個(gè)頂點(diǎn)上的A與8個(gè)晶胞中的8個(gè)B配位，1個(gè)B與1個(gè)頂點(diǎn)、3個(gè)面心的A配位?！纠?】答案：D解析：A項(xiàng)，Ca2＋與F－間不僅存在靜電吸引，同時(shí)原子核與原子核之間、電子與電子之間也存在靜電排斥，錯(cuò)誤。B項(xiàng)，因CaF2、CaCl2均為離子晶體，F(xiàn)－的離子半徑小于Cl－，離子晶體的晶格能與離子所帶電荷數(shù)成正比，與離子半徑成反比，故CaF2晶體的晶格能大于CaCl2，晶格能越大，離子晶體的熔點(diǎn)越高，故CaF2的熔點(diǎn)高于CaCl2，錯(cuò)誤。C項(xiàng)，陰、陽離子個(gè)數(shù)比相同，晶體構(gòu)型不一定相同，錯(cuò)誤。D項(xiàng)，CaF2是離子化合物，在熔融狀態(tài)下能電離出自由移動(dòng)的離子，故CaF2在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，正確?！纠?】答案：B解析：A選項(xiàng)，比較4種原子半徑，同一周期，從左到右原子半徑逐漸減小，故P>S>Cl，同一主族，從上到下原子半徑逐漸增大，故S>O，錯(cuò)誤；B選項(xiàng)，比較4種離子的半徑，先比較離子的電子層數(shù)，電子層數(shù)越多，半徑越大，電子層數(shù)相同時(shí)，比較離子的核電荷數(shù)，核電荷數(shù)越多，半徑越小，K+有3個(gè)電子層，Mg2＋、Al3＋有2個(gè)電子層，Mg2+的核電荷數(shù)比Al3+小，半徑比Al3+大，H+電子