332離子晶體講義-2021-2022學年高中化學人教版選擇性必修2

第三章晶體的結構與性質第三節(jié)離子晶體一、離子晶體1、定義：離子晶體是由陰離子和陽離子通過離子鍵結合而成的晶體2、離子晶體的構成微粒是陰離子和陽離子3、離子晶體微粒間的作用力是離子鍵二、常見離子晶體的結構類型離子晶體NaClCsClCaF2陰離子的配位數(shù)684陽離子的配位數(shù)688晶胞三、決定離子晶體結構的因素幾何因素晶體中正負離子的半徑比電荷因素晶體中正負離子的電荷比鍵性因素離子鍵的純粹程度四、離子晶體的性質1、硬度較大，難于壓縮2、熔、沸點較高，難揮發(fā)3、不導電，但是在熔融態(tài)或水溶液中可導電4、大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑(如水)，難溶于非極性溶劑(如苯和CCl4)。五、判斷晶體類型的方法1、根據(jù)構成晶體的微粒和粒子間的作用力類別進行判斷(1)由分子通過分子間作用力形成的晶體屬于分子晶體(2)由原子通過共價鍵形成的晶體屬于共價晶體(3)由陰、陽離子通過離子鍵形成的晶體屬于離子晶體(4)由金屬陽離子和自由電子通過金屬鍵形成的晶體屬于金屬晶體2、依據(jù)物質的分類判斷(1)活潑金屬的氧化物(如Na2O、Al2O3等)、強堿[如KOH、Ba(OH)2等]和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體(2)大多數(shù)非金屬單質(除金剛石、石墨、晶體硼、晶體硅等外)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數(shù)有機物(除有機鹽外)是分子晶體(3)常見的共價晶體單質有金剛石、晶體硼、晶體硅、晶體鍺等；常見的共價晶體化合物有碳化硅、SiO2、氮化硅、氮化硼等(4)金屬單質與合金屬于金屬晶體3、依據(jù)晶體的熔點判斷共價晶體的熔點高，常在一千至幾千攝氏度；離子晶體的熔點較高，常在數(shù)百至一千余攝氏度；分子晶體的熔點較低，常在數(shù)百攝氏度以下至很低溫度；金屬晶體多數(shù)熔點高，但也有熔點相當?shù)偷?。所以熔點由高到低順序一般為共價晶體＞離子晶體＞分子晶體4、依據(jù)導電性判斷(1)離子晶體在水溶液中及熔融狀態(tài)下導電(2)共價晶體一般為非導體，但晶體硅、鍺等能導電(3)分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質(主要是酸和非金屬氫化物)溶于水，使分子內的化學鍵斷裂形成自由離子，也能導電(4)電金屬晶體是電的良導體5、依據(jù)硬度和機械性能判斷(1)離子晶體硬而脆(2)共價晶體硬度大(3)分子晶體硬度小且較脆(4)金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有硬度較小的，且具有延展性六、晶格能1、晶格能的概念晶格能是指氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量，即1mol離子化合物中，由相互遠離的氣態(tài)陰、陽離子結合成離子晶體時所放出的能量晶格能通常取正值，單位為kJ·mol－12、晶格能的意義晶格能是最能反映離子晶體穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)。晶格能越大，表示離子鍵越強，形成的離子晶體越穩(wěn)定，晶體的熔點越高，硬度越大3、晶格能的影響因素晶格能與陰、陽離子所帶電荷數(shù)成正比，與陰、陽離子間的距離(核間距)成反比例如：MgO與NaCl比較，Mg2＋與O2－所帶電荷均比Na＋、Cl－多，且r(Mg2＋)＜r(Na＋)、r(O2－)＜r(Cl－)，即Mg2＋與O2－之間的核間距比Na＋和Cl－之間的核間距小，所以MgO的晶格能比NaCl的大，即MgO中的離子鍵強，其熔點比NaCl的高，其硬度比NaCl的大。同理，NaF、NaCl、NaBr、NaI四種晶體的熔點依次降低七、補充知識—混合晶體石墨1、石墨晶體(1)石墨晶體是層狀結構，層與層之間是以范德華力相結合，同層內碳原子之間以共價鍵結合成平面網(wǎng)狀。每一層碳原子排列成正六邊形，則每個碳原子采用sp2雜化，未成對電子形成Π鍵(2)石墨晶體中每個正六邊形含有的原C子數(shù)為2，含有的C－C鍵數(shù)為3，C原子數(shù)和C－C鍵數(shù)之比為2：32、石墨與金剛石對比石墨與金剛石都是由碳元素形成的單質，二者互稱為同素異形體。由于晶體結構的不同，石墨和金剛石的性質有一定差異石墨金剛石碳原子雜化