离子晶体(优质课)(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4,、离子晶体,晶体结构与性质,第三章第四节,1,知识回顾：,离子键,2.,成键的微粒：,阴,阳离子。,3.,成键的本质,:,阴阳离子间的静电作用。,4.,成键的条件,:,活泼金属元素的原子和活泼的非金属元素的原子。,1.,定义,:,使阴、阳离子结合成离子化合物的静电作用。,(1).,活泼的金属元素,(IA,IIA),和,活泼的非金属元素,(VIA,、,VIIA,）形成的化合物。,(2).,活泼的金属元素,和,酸根离子,（或氢氧根离子）形成的化合物。,5.,常见的离子化合物,(4).,从物质类别的角度来说,离子化合物通常包括,强碱,、,大多数盐,和,活泼金属氧化物。,(3).,铵根和酸根离子（,或活泼非金属元素离子,）形成的盐。,2,6.,离子键的特征,没有方向性,:,阴阳离子是球形对称的,电荷的分布也是球形对称的,它们在空间各个方向上的静电作用相同,都可以和带不同电荷的离子发生作用。,没有饱和性,:,在静电作用能达到的范围内,只要空间条件允许,一个离子可以多个离子发生作用。,3,重晶石,BaSO,4,莹石,CaF,2,胆矾,CuSO,4,5H,2,O,明矾,KAl(SO,4,),2,12H,2,O,4,1,、定义：,2,、结构特点：,(1),成键粒子：,(2),相互作用力：,强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。,NaCl,晶体,Na,+,Cl,-,由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。,阴、阳离子,离子键,一、离子晶体,常见的离子晶体：,无单个分子存在,;NaCl,不表示分子式。,有无单个分子存在,?,5,(2),硬度,。,3,、离子晶体物理性质的特点,：,(1),熔沸点,难挥发难压缩。,较高,较大,(3),水溶性,(4),导电性,阅读课本,P,79,最后一段,结合氯化钠晶体的结构,你认为,离子晶体物理性质,有何特点,?,离子电荷越多,核间距离越小,熔沸点升高。,一般易溶于水,而难溶于非极性溶剂。,固态不导电,水溶液或者熔融状态下能导电。,6,1,、下列性质适合于离子晶体的是（）,A,、熔点,1070,，易溶于水，水溶液能导电,B,、熔点,10.31,，液态不导电，水溶液导电,C,、能溶于,CS,2,，熔点,112.8,，沸点,444.6,D,、熔点,97.81,，质软，导电，密度,0.97g/cm,3,2,、离子晶体不导电，为什么熔化后或溶于水,后能导电？,A,提示,:,是否有自由移动的带电微粒,.,主要考查,:,概念、结构、性质,(,物理性质,),随堂练习,:,7,钠离子和氯离子在晶胞中的位置：,4,、几种常见的离子晶体的晶胞结构：,(1),氯化钠型晶胞,氯离子：体心和棱中点,;,钠离子：面心和顶点,.,离子晶体种类繁多,结构多样,Na,+,Cl,-,或者反之,;,交错排列,8,计算方法：均摊法,顶点占,1/8,；棱占,1/4,；面心占,1/2,；体心占,1,每个,NaCl,晶胞含,Na,+,、,Cl,-,的个数,?,Na,+,:,Cl,-,:,Na,+,Cl,-,9,（,2,）,CsCl,晶胞,铯离子和氯离子的位置？,铯离子：,氯离子：,每个晶胞含铯离子、氯离子的个数？,铯离子：,氯离子：,或者反之,1,个；,1,个。,体心,顶点,Cl,-,Cs,+,10,NaCl,和,CsCl,晶胞,配位数,:,离子晶体中,一个离子周围最邻近的,异电性,离子的数目。缩写为,C.N.,。,11,离子晶体,阴离子的配位数,阳离子的配位数,阴阳离子配位数的比值,NaCl,CsCl,P,78,科学探究,1,：,找出,NaCl,、,CsCl,两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等？,12,NaCl,晶体中阴、阳离子的配位数,Na,+,的配位数为：,Cl,-,的配位数为：,6,6,13,Na,+,Cl,-,3,1,5,6,2,4,1,5,4,2,3,6,每个,Cl,-,周围与之,最接近,且距离相等的,Na,+,共有,个。,6,这几个,Na,+,在空间构成的几何构型为,。,正八面体,NaCl,晶体中离子的,配位数,14,-Cs,+,-Cl,-,CsCl,的晶体结构及晶胞构示意图,Cs,+,的配位数为：,Cl,-,的配位数为：,8,8,15,在氯化铯晶体中，每个,Cl,-,(,或,Cs,+,),周围与之最接近且距离相等的,Cs,+,(,或,Cl,-,),共有,；这几个,Cs,+,(,或,Cl,-,),在空间构成的几何构型为,；在每个,Cs,+,周围距离相等且最近的,Cs,+,共有,；这几个,Cs,+,(,或,Cl,-,),在空间构成的几何构型为,；,CsCl,晶体,8,个,立方体,6,个,正八面体,16,离子晶体,阴离子的配位数,阳离子的配位数,阴阳离子配位数的比值,NaCl,CsCl,6,6,1:1,8,8,1:1,科学探究,1,：,找出,NaCl,、,CsCl,两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等？,17,3.CaF,2,(,萤石,),型晶胞,Ca,2+,的配位数,:,F,-,的配位数,:,（,1,）立方晶系，,面心,立方晶胞。,（,2,）,Ca,2+,立方最密堆积，,F,-,填充在全部 四面体空隙中。,（,3,）配位数,4,个,Ca,2+,和,8,个,F,-,CaF,2,晶体中,Ca,2+,和,F,-,的位置关系如何,?,一个,CaF,2,晶胞中含,Ca,2+,、,F,-,个数是多少,?,8,4,18,(4)ZnS,型晶胞,阳离子的配位数：,阴离子的配位数：,一个,ZnS,晶胞中含：,4,4,4,个阳离子和,4,个阴离子,19,科学探究：,你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数？根据表,3,5,、表,3,6,分析影响离子晶体中离子配位数的因素。,配位数,4,6,8,半径比,0.2,0.4,0.4,0.7,0.7,1.0,空间构型,ZnS,NaCl,CsCl,20,P,79,科学探究,2,：,根据表,3,5,、表,3,6,分析,你能得出影响离子晶体中离子配位数的什么因素。,结论：,晶体中,正负离子的的半径比,(r+/r-),是决定离子晶体结构的重要因素,简称,几何因素,。,一般决定配位数的多少,:,正负离子的半径比越大,配位数越多,.,NaCl,、,CsCl,阴阳离子配位数的比值都是,1:1,关系,原因是什么呢,?,是否所有的离子晶体的阴阳离子配位数的比值都是,1:1,关系呢,?,请阅读,P,79,影响离子晶体中离子配位数的因素还有哪些,?,21,5,、决定离子晶体结构的因素,（,1,）几何因素,（,2,）电荷因素,（,3,）键性因素,晶体中正负离子的半径比,.,晶体中正负离子的电荷比,.,离子键的纯粹因素,一般决定配位数的多少,:,正负离子的半径比越大,配位数越多,.,正负离子电荷比,=,正负离子的配位数比,=,正负离子的数目反比,22,1,、下列各指定微粒的数目之比不是,1:1,的是,A,、,Na,2,O,2,晶体中的阴离子和阳离子,B,、,NaHCO,3,晶体中的钠离子和碳酸氢根离子,C,、离子中的质子和中子,D,、,NH,4,Cl,溶液中铵根离子和氯离子,2,、,CaF,2,晶体中正离子的配位数,8,负离子的配位数为,。,TiO,2,晶体中正离子的配位数为,6,，负离子的配位数为多少？,ZnS,晶体中负离子的配位数是,4,正离子,的配位数为多少？,4,3,4,AD,23,科学视野,复杂离子晶体,碳酸盐的热分解温度高低规律,以碱土金属碳酸盐为例（碱金属碳酸盐分解温度甚高，在此不予讨论）,热分解机理,24,实验数据,分析实验数据、结合分解机理可知,阳离子半径越大，碱土金属碳酸盐的分解温度越高,25,1),若已知,NaCl,的摩尔质量为,M g/mol,晶胞的边长为,a cm,，设阿伏加德常数为,N,A,，则,NaCl,晶体的密度为,:_,g/cm,3,晶胞法：,小立方体法：,M,(a),3,N,A,1,2,1,2,4M,a,3,N,A,a,a/,2,26,二,.,晶格能,1.,定义：气态离子形成,1,摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值。,27,2,、影响晶格能大小因素：,离子晶体中阴阳,离子半径越小，所带电荷越多，,离子键越强，晶格能越大。,28,(2),岩浆晶出规则与晶格能的关系,3.,晶格能的应用：,(1),晶格能越大，离子晶体越稳定，离子晶体的熔沸点越高，硬度越大,。,晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中冷却下来，从而先结晶。,29,1,、若晶体类型不同，一般情况下：,原子晶体,离子晶体,分子晶体,。,【,总结,】,物质的熔点与晶体类型的关系,2,、若晶体类型相同,则有,:,离子晶体中,，结构相似时，离子半径越小，离子电荷越高，晶格能越大，离子键就越强，熔点就越高。,原子晶体中,结构相似时,原子半径越小,共价键键长越短,键能越大,熔点越高。,分子晶体中,(,不含氢键时,),分子组成和结构相似时,相对分子质量越大,范德华力就越强,熔点就越高。,金属晶体中,，离子半径越小，离子电荷越高，金属键就越强，熔点就越高。合金的熔点比它的各成分金属的熔点低。,30,各类型离子晶体晶胞的比较,晶体类型,晶胞类型,晶胞结构示意图,配位数,距离最近且相等的相反离子,每个晶胞含有离子数,实例,NaCl,型,AB,CsCl,型,ZnS,型,AB,2,CaF,2,型,Na,+,：,6,Cl,-,：,6,Cs,+,：,Cl,-,：,8,8,Zn,2+,：,S,2-,：,4,4,Ca,2+,：,F,-,：,4,8,Na,+,：,Cl,-,：,Cs,+,：,Cl,-,：,Zn,2+,：,S,2-,：,Ca,2+,：,F,-,：,Na,+,：,Cl,-,：,Cs,+,：,Cl,-,：,Zn,2+,：,S,2-,：,Ca,2+,：,F,-,：,6,6,8,8,4,4,4,8,4,4,1,1,4,4,8,4,KBr AgCl,、,MgO,、,CaS,、,BaSe,ZnS,、,AgI,、,BeO,CsCl,、,CsBr,、,CsI,、,TlCl,碱土金属卤化物、碱金属氧化物。,31,