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高中人教版化学选修3课件:第3章第4节 离子晶体(38zappt)

1、第四节 离子晶体,学习目标 1.了解离子晶体的结构特点。 2.能根据离子晶体的结构特点解释其物理性质。 3.了解晶格能的含义及其应用。,课堂互动讲练,课前自主学案,知能优化训练,第四节 离子晶体,课前自主学案,一、离子晶体 1结构特点,阳离子,阴离子,离子键,2决定晶体结构的因素,半径比,电荷比,离子键,3性质 熔、沸点_,硬度_,难溶于有机溶剂。,较高,较大,思考感悟 1离子晶体中存在共价键吗? 【提示】 有些离子晶体如NaOH、NH4Cl、Na2SO4中存在共价键,有些离子晶体中不存在共价键如NaCl、MgO等。,二、晶格能 1概念 _形成1摩离子晶体_的能量,通常取_,单位为_。 2影响

2、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,kJmol1,越多,越小,稳定,高,大,思考感悟 2NaCl与KCl,NaCl与MgCl2哪一个晶格能更大? 【提示】 r(Na)r(Mg2),所以MgCl2的晶格能大于NaCl。,课堂互动讲练,离子晶体及常见的类型,1离子键 (1)定义:阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫做离子键。 (2)成键元素:活泼金属元素(如K、Na、Ca、Ba等,主要是第A族和第A族元素)和活泼非金属元素(如F、Cl、Br、O等,主要是第A族和第A族元素)相互结合时多形成离子键。,(3)成键原因:

3、活泼金属原子容易失去电子而形成阳离子,活泼非金属原子容易得到电子形成阴离子。当活泼金属遇到活泼非金属时,电子发生转移,分别形成阳、阴离子,再通过静电作用形成离子键。 (4)离子键只存在于离子化合物中。 (5)强碱、活泼金属氧化物、大多数盐类是离子化合物。,2.离子晶体 (1)离子晶体是由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。 (2)离子晶体微粒之间的作用力是离子键。由于静电作用没有方向性,故离子键没有方向性。只要条件允许,阳离子周围可以尽可能多地吸引阴离子,同样,阴离子周围可以尽可能多地吸引阳离子,故离子键也没有饱和性。根据静电作用大小的影响因素可知,在离子晶体中阴、阳离子半径越小,所带电荷

4、数越多,离子键越强。 (3)离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比,而不是表示分子的组成。,3几种离子晶体模型 (1)NaCl型晶体结构模型(左下图):配位数为6。 在NaCl晶体中,每个Na周围同时吸引着6个Cl,每个Cl周围也同时吸引着6个Na。 每个Na周围与它最近且等距的Na有12个,每个Na周围与它最近且等距的Cl有6个。,(2)CsCl型晶体结构模型(右下图):配位数为8。 在CsCl晶体中,每个Cs周围同时吸引着8个Cl,每个Cl周围也同时吸引着8个Cs。 每个Cs与6个Cs等距离相邻,每个Cs与8个Cl等距离相邻。,(2011年黄冈高二检测)有下列八种晶体:A.SiO2

5、(水晶);B.冰醋酸;C.氧化镁;D.白磷;E.晶体氩;F.氯化铵;G.铝;H.金刚石。 用序号回答下列问题: (1)属于原子晶体的化合物是_,直接由原子构成的晶体是_,直接由原子构成的分子晶体是_。,(2)由极性分子构成的晶体是_,含有共价键的离子晶体是_,属于分子晶体的单质是_。 (3)在一定条件下能导电并发生化学变化的是_。受热熔化后化学键不发生变化的是_,需克服共价键的是_。 【思路点拨】 判断晶体类型需要注意以下两点: (1)晶体的构成微粒。 (2)微粒间的相互作用力。,【答案】 (1)A A、E、H E (2)B F D、E (3)B、C、F B、D、E A、H,互动探究 (1)上

6、述物质中均含有化学键吗? (2)B与F所含化学键类型是否相同? 【提示】 (1)不是,稀有气体为单原子分子,分子内无化学键。(2)B项冰醋酸分子中的化学键为共价键,而F项所含化学键为离子键、共价键、配位键。所以两者所含化学键类型不同。,【规律方法】 判断晶体类型的方法 判断晶体的类型一般是根据物质的物理性质: (1)在常温下呈气态或液态的物质,其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。如H2O、H2等。对于稀有气体,虽然构成物质的微粒为原子,但应看作单原子分子,因为微粒间的相互作用力是范德华力,而非共价键。 (2)在熔融状态下能导电的晶体(化合物)是离子晶体。如:NaCl熔融后电离出Na和Cl,能自由

7、移动,所以能导电。,(3)有较高的熔、沸点,硬度大,并且难溶于水的物质大多为原子晶体,如晶体硅、二氧化硅、金刚石等。 (4)易升华的物质大多为分子晶体。还要强调的是,对于教材上每种晶体类型的例子,同学们一定要认真掌握其结构,把握其实质和内涵,在解题中灵活运用。,变式训练1 如图,直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na或Cl所处的位置。这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。,(1)请将其中代表Cl的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成NaCl晶体结构示意图。 (2)晶体中,在每个Na的周围与它最接近的且距离相等的Na共有_个。 (3)在NaCl晶胞中正六面体的顶角上、面上、棱上的N

8、a或Cl为该晶胞与其相邻的晶胞所共有,一个晶胞中Cl的个数等于_,即_(填计算式);Na的个数等于_,即_(填计算式)。,解析:(1)如图所示,答案:(1),离子晶体的性质,1熔、沸点 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。 2硬度 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导电性 不导电,但熔化或溶于水后能导电。离子晶体中,离子键较强,阴、阳离子不能自由

9、移动,即晶体中无自由移动的离子,因此离子晶体不导电。当升高温度时,阴、阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力,成为自由移动的离子,在外加电场的作用下,离子定向移动而导电。离子晶体溶于水时,阴、阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子(或水合离子),在外加电场的作用下,阴、阳离子定向移动而导电。,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(如汽油、苯、CCl4)中。当把离子晶体放入水中时,水分子对离子晶体中的离子产生吸引,使离子晶体中的离子克服离子间的相互作用力而离开晶体,变成在水中自由移动的离子。 特别提醒:化学变化过程一定发生旧化学键的断裂和新化学键的形成,但破坏化学键或形成化学键的过程却不一定发生化学变化,如食盐熔化会破坏离子键,食盐结晶过程会形成离子键,但均不是化学变化过程。,(2011年北京东城区高二检测)现有几组物质的熔点()的数据:,据此回答下列问题: (1)A组属于_晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是_。 (2)B组晶体共同的物理性质是_(填序号)。 有金属光泽 导电性 导热性 延展性 (3)C组中HF熔点反常是由于_。,