人教版化学选修三离子晶体.pptx

离子晶体离子晶体 一、离子晶体1、定义：、定义：由阳离子和阴离子通过由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。离子键结合而成的晶体。2、成键粒子：、成键粒子：阴、阳离子阴、阳离子3、相互作用力：、相互作用力：离子键离子键 4 4、常见的离子晶体：、常见的离子晶体：强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。离子晶体（2）离子晶体）离子晶体硬而脆硬而脆。（3）离子晶体）离子晶体不导电不导电，熔化或溶于水后能导电熔化或溶于水后能导电.（4）大多数离子晶体易溶于极性溶剂（）大多数离子晶体易溶于极性溶剂（H2O),难溶于非难溶于非极性溶剂（如汽油，苯，极性溶剂（如汽油，苯，CCl4).5、离子晶体的物理性质、离子晶体的物理性质（1）离子晶体具有较高的熔点，沸点，难挥发。）离子晶体具有较高的熔点，沸点，难挥发。一般说来，阴阳离子的一般说来，阴阳离子的电荷数越多，离子半径电荷数越多，离子半径越小，越小，则则晶格能晶格能越大，离子晶体的熔沸点越高。越大，离子晶体的熔沸点越高。如：熔如：熔MgONaCl;KFKClKBrKI;CaOCaCl2离子晶体判断正误：判断正误：1、离子晶体一定是离子化合物。、离子晶体一定是离子化合物。2、含有离子的晶体一定是离子晶体。、含有离子的晶体一定是离子晶体。3、离子晶体中只含离子键。、离子晶体中只含离子键。4、离子晶体中一定含金属阳离子离子晶体中一定含金属阳离子。5、由金属元素与非金属元素组成的晶体一定是、由金属元素与非金属元素组成的晶体一定是离子晶体。离子晶体。离子晶体钠离子和氯离子的位置：钠离子和氯离子的位置：钠离子：体心和棱中点；钠离子：体心和棱中点；氯离子：面心和顶点，氯离子：面心和顶点，或者反之。或者反之。6、晶胞类型：晶胞类型：（1）氯化钠型晶胞）氯化钠型晶胞NaClNaCl的晶体结构：的晶体结构：每个每个NaNa+离子周围有离子周围有6 6个个ClCl-离子离子Cl-配位数：6Na+配位数：6Cl-Na+每个每个Cl-离子周围有离子周围有6 6个个Na+离子离子NaCl晶体中阴、阳离子配位数：6离子晶体正八面体正八面体与与Na+等距离且最近的等距离且最近的Na+、Cl-各有几个？各有几个？计算方法：均摊法计算方法：均摊法 顶点占顶点占1/8；棱占；棱占1/4；面心占；面心占1/2；体心占；体心占1 每个晶胞含钠离子、氯离子的个数每个晶胞含钠离子、氯离子的个数与与Na+等距离且最近的等距离且最近的Na+有：有：12个个与与Na+等距离且最近的等距离且最近的Cl-有：有：6个个 （Na+配位数为配位数为6）与与Cl-等距离且最近的等距离且最近的Cl-有：有：12个个与与Cl-等距离且最近的等距离且最近的Na+有：有：6个个 （Cl-配位数为配位数为6）Na+Cl-在氯化钠晶体中，假若在氯化钠晶体中，假若钠离子钠离子与周围最近的与周围最近的氯离子氯离子的距离为的距离为a，每个，每个钠离子钠离子周围最近且等距离的周围最近且等距离的氯离子氯离子有有 个，个，每个每个钠离子钠离子周围最近且等距离的周围最近且等距离的钠离子钠离子有有_个个,最近的两个最近的两个钠离子钠离子之间的距离为之间的距离为_ 。12122aaab离子晶体6 6NaNa+ClCl-ClCl-NaNa+ClCl-（2）CsCl的晶体结构：的晶体结构：每个氯离子周围有8个铯离子 每个铯离子周围有8个氯离子CsCl晶胞晶胞铯离子和氯离子的位置：铯离子和氯离子的位置：铯离子：体心铯离子：体心氯离子：顶点；或者反之。氯离子：顶点；或者反之。与铯离子等距离且最近的与铯离子等距离且最近的铯离子、氯离子各有几个？铯离子、氯离子各有几个？铯离子：铯离子：6个个 ；氯离子：；氯离子：8个个与氯离子等距离且最近的氯与氯离子等距离且最近的氯离子、铯离子各有几个？离子、铯离子各有几个？氯离子：氯离子：6个个 ；铯离子：；铯离子：8个个(3)CaF(3)CaF2 2型晶胞型晶胞Ca2+（绿球，（绿球，占据顶占据顶点和面心点和面心）的配位数：）的配位数：F-(蓝球，蓝球，占据体内占据体内）的配位数：的配位数：一个一个CaFCaF2 2晶胞中含：晶胞中含：图示为图示为CaF2晶胞的晶胞的1/8,Ca84 4个Ca2+和8个F-在在1/8晶胞中晶胞中钙离子钙离子占据占据4个个顶点（四个顶点占异面面对角顶点（四个顶点占异面面对角线）线）氟离子氟离子占体心，它们构成占体心，它们构成正四面体，键角正四面体，键角10928这八个这八个F离子围成正方体离子围成正方体这这4个钙离子成正四面体个钙离子成正四面体(4)ZnS(4)ZnS型晶胞型晶胞阳离子的配位数：阳离子的配位数：阴离子的配位数：阴离子的配位数：一个ZnS晶胞中含：离子晶体Zn2+S2-444个阳离子和个阳离子和4个阴离子个阴离子离子晶体离子晶体 阳阳离子的配位数离子的配位数 阴阴离子的配位数离子的配位数NaClNaClCsClCsCl6688离子晶体离子的电荷数之比离子的电荷数之比=它们的配位数之比它们的配位数之比 CaF284科学探究：l你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数？配位数？根据表根据表3 35 5、表、表3 36 6分析影响离子分析影响离子晶体中离子配位数的因素。晶体中离子配位数的因素。配位数配位数4 46 68 8半径比半径比0.20.2 0.40.40.40.4 0.70.70.70.7 1.01.0空间构型空间构型ZnSZnSNaClNaClCsClCsCl468半径比是影响配位数的重要因素半径比是影响配位数的重要因素（2）影响阴、阳离子的配位数的因素：）影响阴、阳离子的配位数的因素：6、离子晶体中离子键的配位数（、离子晶体中离子键的配位数（C.N.）（1）定义：是指一个离子周围邻近的）定义：是指一个离子周围邻近的异电性离子的数目异电性离子的数目。几何因素几何因素：晶体中：晶体中正负离子的半径比正负离子的半径比（r+/r）是决）是决定离子晶体结构的重要因素。定离子晶体结构的重要因素。电荷因素电荷因素：晶体中：晶体中正负离子的电荷比正负离子的电荷比决定正负离决定正负离子配位数是否相等。子配位数是否相等。键性因素键性因素：离子晶体的结构类型还与：离子晶体的结构类型还与离子键的纯粹离子键的纯粹程度程度（简称键性因素）有关。（简称键性因素）有关。三、晶格能三、晶格能1、定义：、定义：气态离子形成气态离子形成1mol离子晶体释放的能量。离子晶体释放的能量。如如1mol气态钠离子和气态钠离子和1mol气态氯离子结气态氯离子结合生成合生成1mol氯化钠晶体释放的能量为氯氯化钠晶体释放的能量为氯化钠晶体的化钠晶体的晶格能。晶格能。Na+（g）+Cl（g）=NaCl（s）H=-786kJ/mol如：如：晶格能晶格能NaFNaClNaBrNaI晶格能晶格能NaClMgO晶格能越大，形成的离子晶体晶格能越大，形成的离子晶体越稳定越稳定，熔点越高熔点越高，硬度越大，硬度越大。晶格能的应用：晶格能的应用：晶格能高晶格能高的晶体，熔点较高，更的晶体，熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中容易在岩浆冷却过程中先结晶析出先结晶析出。2、规律、规律：晶格能的大小比较晶格能的大小比较：离子离子电荷越多电荷越多，阴、，阴、阳离子半径越小阳离子半径越小（即阴、阳离子间的距离越小（即阴、阳离子间的距离越小），），则晶格能越大则晶格能越大。简言之。简言之,晶格能的大小与离子带电晶格能的大小与离子带电量成正比量成正比,与离子半径成反比与离子半径成反比.【总结归纳总结归纳】物质的熔点与晶体类型的关系物质的熔点与晶体类型的关系1、若晶体类型不同，一般情况下：、若晶体类型不同，一般情况下：原子晶体离子晶原子晶体离子晶体分子晶体（金属晶体差别很大）。体分子晶体（金属晶体差别很大）。2、若晶体类型相同，则有：、若晶体类型相同，则有：离子晶体中，结构相似时，离子晶体中，结构相似时，离子电荷越多，离子电荷越多，离子半径离子半径越小，越小，晶格能越大，晶格能越大，熔点就越高。熔点就越高。原子晶体中，结构相似时，原子半径越小，共价键键原子晶体中，结构相似时，原子半径越小，共价键键长越短，长越短，键能越大键能越大，熔点越高。，熔点越高。分子晶体中（不含氢键时），分子组成和结构相似时，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，相对分子质量越大，分子间作用力就越强分子间作用力就越强，熔点就越高。，熔点就越高。金属晶体中，离子半径越小，离子电荷越高，金属晶体中，离子半径越小，离子电荷越高，金属键金属键就越强就越强，熔点就越高。合金的熔点比它的各成分金属的熔，熔点就越高。合金的熔点比它的各成分金属的熔点低。点低。练习练习1、下表列出了有关晶体的知识，其中错误的是（）、下表列出了有关晶体的知识，其中错误的是（）l2、下列物质的晶体，按其熔点由低到高的排列顺序正、下列物质的晶体，按其熔点由低到高的排列顺序正确的是（）确的是（）ANC、SO2、CO2BNC、CO2、SO2CNC、MO、SO2DNC、SO2、MOABCD晶体晶体硫化钾硫化钾干冰干冰金刚石金刚石碘碘组成晶体的微粒组成晶体的微粒阴阳离子阴阳离子分子分子原子原子分子分子晶体微粒间存在的作晶体微粒间存在的作用力用力离子键离子键共价键共价键共价键共价键范德华力范德华力BC活动：归纳四类晶体的结构和性质活动：归纳四类晶体的结构和性质晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体构成粒子构成粒子原子原子分子分子金属阳离子金属阳离子和自由电子和自由电子阳离子和阴离子阳离子和阴离子相互作用相互作用共价键共价键范德华力范德华力金属键金属键离子键离子键熔、沸点熔、沸点高高低低一般较高、一般较高、部分较低部分较低熔点较高、沸点高熔点较高、沸点高硬度硬度高硬度高硬度硬度较小硬度较小一般较高，一般较高，部分较低部分较低硬而脆硬而脆延展性延展性不良不良不良不良良好良好不良不良导电性导电性差差差差良好良好固态不导电熔化固态不导电熔化状态和溶液导电状态和溶液导电典型实例典型实例金刚石、金刚石、SiO2冰、干冰、冰、干冰、碘等碘等N、F等等NaOH、NaCl各类型离子晶体晶胞的比较各类型离子晶体晶胞的比较晶体晶体类型类型晶胞晶胞类型类型晶胞结构晶胞结构示意图示意图配位数配位数距离最近距离最近且相等的且相等的相反离子相反离子每个晶每个晶胞含有胞含有离子数离子数实例实例NaCl型型ABCsCl型型ZnS型型AB2CaF2型型Na+：6Cl-：6Cs+：Cl-：88Zn2+：S2-：44Ca2+：F-：48Na+：Cl-：Cs+：Cl-：Zn2+：S2-：Ca2+：F-：Na+：Cl-：Cs+：Cl-：Zn2+：S2-：Ca2+：F-：6688444844114484KBrAgCl、MgO、CaS、BaSeZnS、AgI、BeOCsCl、CsBr、CsI、TlCl碱土金属卤化碱土金属卤化物、碱金属氧物、碱金属氧化物。化物。