第三章第四节离子晶体.ppt

返回,第 三章,第四节,课前预习,巧设计,名师课堂,一点通,创新演练,大冲关,设计,1,设计,2,设计,3,课堂,10,分钟练习,课堂,5,分钟归纳,课下,30,分钟演练,考点一,考点二,考点三,1,离子键：带相反电荷,之间的相互作用。,2,离子化合物：由,构成的化合物。,离子,离子键,一、离子晶体,1,结构特点,(1),构成粒子：,和,。,(2),作用力：,。,(3),配位数：一个离子周围,的,离子的数目。,2,决定晶体结构的因素,(1),几何因素：晶体中正负离子的,。,(2),电荷因素：晶体中正负离子的,。,阳离子,阴离子,离子键,最邻近,异电性,半径比,电荷比,(3),键性因素：离子键的3,性质,(1),硬度,，难于压缩。,(2),熔、沸点,。,4,常见离子晶体的空间结构,(1)AB,型离子晶体的空间结构：,纯粹程度,较大,较高,离子晶体,NaCl,CsCl,阴离子的,配位数,阳离子的,配位数,阴阳离子,配位数图示,晶胞,6,6,8,8,0.525,0.934,(2)CaF,2,晶体构型：,Ca,2,的配位数为,，,F,的配位数为,。,8,4,二、晶格能,1,概念,形成,1,摩尔离子晶体,的能量，通常取,，单位为,。,2,影响因素,3,晶格能对离子晶体性质的影响,晶格能越大，形成的离子晶体越,，而且熔点越,，硬度越,。,气态离子,释放,正值,kJmol,1,稳定,高,大1,下列叙述错误的是,(,),A,带相反电荷的离子之间的相互吸引称为离子键,B,金属元素与非金属元素化合时，不一定形成离子键,C,某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合,时所形成的化学键不一定是离子键,D,两种非金属元素的原子间不可能形成离子键,解析：,离子间的相互作用包括相互吸引、相互排斥两个方面，,A,错；,B,正确，如,BeCl,2,、,HgCl,2,中的化学键都是共价键；氢原子最外层只有一个电子，它与卤素结合时形成共价键，,C,项正确；两种非金属元素的电负性差值小，不能形成离子键，一定是形成共价键，,D,项正确。,答案：,A,2,下列性质中，可以证明某化合物内一定存在离子键的,是,(,),A,可溶于水,B,具有较高的熔点,C,水溶液能导电,D,熔融状态能导电,解析：,离子化合物与共价化合物的区别是熔融状态是否能导电。,答案：,D,3,下列关于晶格能的说法中正确的是,(,),A,晶格能指形成,1 mol,离子键所放出的能量,B,晶格能指破坏,1 mol,离子键所吸收的能量,C,晶格能指,1 mol,离子化合物中的阴、阳离子由相互远离,的气态离子结合成离子晶体时所放出的能量,D,晶格能的大小与晶体的熔点、硬度都无关,解析：,晶格能指,1 mol,离子化合物中阴、阳离子由相互远离的气态离子结合成离子晶体时放出的能量，,A,、,B,错误，,C,正确；晶格能越大，熔点越高，硬度越大，,D,错误。,答案：,C,4.,某离子晶体晶胞如图所示，阳离子,X(),位于立方体的顶,点，阴离子,Y(),位于立方体的中心，试分析：,(1),晶体中,Y,的配位数是,_,；,X,的配位数是,_,；该晶体的化学式为,_,。,(2),晶体中在每个,X,周围与它最接近且距离相等的,X,共有,_,个。,解析：,(1),从图示可知：,Y,位于立方体的中心，,X,位于立方体的,8,个顶点，所以在,Y,周围与其最近的异性离子,(X),数为,8,，同样，在,X,周围与其最近的异性离子,(Y),数为,8,。故晶体中,Y,、,X,的配位数均为,8,，该晶体的化学式为,XY,。,(2),以某个,X,为中心与其同轴的上下、左右，前后共,6,个,X,，距离相等且最接近。,答案：,(1)8,8,XY,(2)6,1,NaCl,型,(1),每个,Na,周围最近距离的,Cl,是,6,个,(,上、下、左、右、前、后，即配位数是,6),，构成正八面体；每个,Cl,周围最近距离的,Na,也是,6,个,(,即配位数是,6),，构成正八面体。由此可推知该晶体的化学式为,NaCl,。,(2),每个,Na,周围最近距离的,Na,是,12,个,(,上层,4,个，同层,4,个，下层,4,个,),，每个,Cl,周围最近距离的,Cl,也是,12,个。,2,CsCl,型,(1),每个,Cs,周围最近距离的,Cl,是,8,个,(,即配位数是,8),，构成正六面体；每个,Cl,周围最近距离的,Cs,也是,8,个,(,即配位数是,8),，构成正六面体，由此可推知该晶体的化学式为,CsCl,。,(2),每个,Cs,周围最近距离的,Cs,是,6,个,(,上、下、左、右、前、后,),，构成正八面体；每个,Cl,周围最近距离的,Cl,也是,6,个，构成正八面体。,3,CaF,2,型,例,1,如图所示为高温超导领域里的一种化合物,钙钛矿的晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。,(1),在该物质的晶体结构中，每个钛原子周围与它最近且距离相等的钛原子、钙原子各有,_,个、,_,个。,(2),该化合物的化学式为,_,。,(3),若钙钛、氧三种元素的相对原子质量分别为,a,、,b,、,c,，晶体结构图中正方体边长为,d,nm(1 nm,110,9,m),，则该晶体的密度为,_ g/cm,3,(,阿伏加德罗常数用,N,A,表示,),。,1,离子晶体具有较高的熔沸点，难挥发,离子晶体中，阴、阳离子间有强烈的相互作用,(,离子键,),，要克服离子间的相互作用使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。因此，离子晶体具有较高的熔沸点和难挥发的性质。,一般说来，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的熔沸点越高，如,Al,2,O,3,MgO,；,NaCl,CsCl,等。,2,离子晶体硬而脆,离子晶体中，阴、阳离子间有较强的离子键，离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎。,3,离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电,离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，即晶体中无自由移动离子，因此，离子晶体不导电。当升高温度时，阴、阳离子获得足够能量克服离子间的相互作用，成为自由移动的离子，在外界电场作用下，离子定向移动而导电。离子化合物溶于水时，阴、阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子,(,或水合离子,),，在外界电场作用下，阴、阳离子定向移动而导电。,难溶于水的强电解质如,BaSO,4,、,CaCO,3,等溶于水，由于浓度极小，故导电性极差，通常情况下，我们说它们的水溶液不导电。,4,溶解性,大多数离子晶体易溶于极性溶剂,(,如水,),中，难溶于非极性溶剂,(,如苯、,CCl,4,),中。当把离子晶体放在水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引，使晶体中的离子克服离子间的作用而离开晶体，变成在水中自由移动的离子。,例,2,下列性质适合于离子晶体的是,(,),熔点,1 070,，易溶于水，水溶液能导电,熔点,10.31,，液态不导电，水溶液能导电,能溶于,CS,2,，熔点,112.8,，沸点,444.6,熔点,97.81,，质软，导电，密度,0.97 g/cm,3,熔点,218,，难溶于水,熔点,3 900,，硬度很大，不导电,难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱,难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电,解析,离子晶体液态时能导电，难溶于非极性溶剂，熔点较高、质硬而脆，固体不导电，故,均不符合离子晶体的特点；,中熔点达,3 900,，硬度很大应是原子晶体。故只有,符合题意。,答案,A,离子晶体的判断方法,(1),依据晶体微粒判断：由阴、阳离子构成的晶体，一定是离子晶体。,(2),依据物质类别判断：金属氧化物、强碱和大部分盐类，是离子晶体。,(3),依据导电性判断：离子晶体固体时不导电，而熔融状态时可以导电。,(4),依据熔点判断：离子晶体熔点较高，常在数百至一千摄氏度。,(5),依据硬度和机械性能判断：离子晶体硬度较大，但较脆。,类型,项目离子晶体,原子晶体,分子晶体,金属晶体,构成晶体,的粒子,阴、阳离子,原子,分子,金属阳离子和自由电子,粒子间,的作用,离子键,共价键,分子间作用力,(,范德华力或氢键,),金属离子和自由电子之间的强烈相互作用,类型,项目,离子晶体,原子晶体,分子晶体,金属晶体,确定作用,力强弱的,一般判断,方法,离子电荷、半径,键长,(,原子半径,),组成结构相似时，比较相对分子质量,离子半径、价电子数,熔沸点,较高,高,低,差别较大,(,汞常温下为液态，钨熔点为,3410,。,C),硬度,略硬而脆,大,较小,差别较大,类型,项目,离子晶体,原子晶体,分子晶体,金属晶体,导电性,不良导体,(,熔化后或溶于水导电,),不良导体,(,个别为半导体,),不良导体,(,部分溶于水发生电离后导电,),良导体,溶解性,多数易溶,一般不溶,相似相溶,一般不溶于水，少数与水反应,机械,加工性,不良,不良,不良,优良,延展性,差,差,差,优良,例,3,下列关于晶体的说法正确的组合是,(,),分子晶体中都存在共价键,在,晶体中只要有阳离子就一定有阴,离子,金刚石、,SiC,、,NaF,、,NaCl,、,H,2,O,、,H,2,S,晶体的熔点依次降低,离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键,CaTiO,3,晶体中,(,晶胞结构如图所示,),每个钛原子和,12,个氧原子紧相邻,SiO,2,晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合,晶体中分子间作用力越大，分子越稳定,氯化钠熔化时离子键被破坏,A,B,C,D,解析,稀有气体的晶体内不含化学键；金属晶体中含阳离子和自由电子，无阴离子；离子晶体内可能有共价键；,SiO,2,晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合；分子的稳定性由共价键的键能决定，与分子间作用力无关。,答案,D,区分四类晶体的关键是构成晶体的粒子间的作用力，离子键形成离子晶体，共价键形成原子晶体，分子间作用力形成分子晶体，金属键形成金属晶体。,点击下图进入课堂,10,分钟练习,(1),离子晶体是由阴、阳离子通过离子键结合而成的晶体。,(2),离子晶体硬度较大，难于压缩，具有较高的熔点和沸点，固体不导电，溶于水或在熔融状态下可以导电。,(3),晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。,点击下图进入课下,30,分钟演练,