离子晶体教学设计.docx

精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载 教学设计 第四节离子晶体【学问与技能】1把握离子晶体的概念，能识别氯化钠、氯化铯、氟化钙的晶胞结构。2学会离子晶体的性质与晶胞结构的关系。3通过探究知道离子晶体的配位数与离子半径比的关系。4、明白晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。【教学重点】 离子晶体的物理性质的特点。离子晶体的配位数及其影响因素。晶格能的定义和应有用。【教学难点 】离子晶体配位数的影响因素。晶格能的定义和应有用。【教案设计 】【回忆复习 】分子晶体、原子晶体分别有哪些物理特性？【投影 】晶体比较晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体构成粒子粒子间相互作用硬度熔沸点导 电 性 溶 解 性 典型实例可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载【问题引入】1钠原子与氯原子是如何结合成氯化钠的？你能用电子式表示氯化钠的形成过程吗？2常见的离子化合物包括哪些？常温下以什么形状存在？晶体是如何形成的？构成微粒是什么？这些微粒是怎样堆集的？【展图观看】 NaCl 、CsCl 晶体模型。【板书】一、离子晶体1、 定义：离子间通过离子键结合而成的晶体（ 1）结构微粒：阴、阳离子（ 2）相互作用：离子键【讲解】通常情形下，阴、阳离子可以看成是球形对称的，其电荷分布也是球形对称的，只要空间条件答应， 一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子。因此离子键没有方向性和饱和性。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载【板书】离子键无方向性和无饱和性【展现图片】（3 ）种类繁多：含离子键的化合物晶体：强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐（ 4）理论上，结构粒子可向空间无限扩展【摸索】 NaCl、CsCl 晶体中有无单个个分子，“NaCl”、“ CsCl”是否代表分子组成了？【表达】 在 NaCl 晶体或 CsCl 晶体中， 都不存在单个的NaCl 分子或单个的CsCl 分子，但是，在这两种晶体里阴、阳离子的个数比都是1 1。所以， NaCl 和 CsCl 是表示离子晶体中离子 个数比的化学式，而不是表示分子组成的分子式。【摸索】在NaCl 晶体中，每个Na + 四周有几个Cl- ？每个 Cl-四周有几个Na + ？在 CsCl 晶体中，每个 Cs+ 四周有几个Cl-？每个 Cl-四周有几个Cs+ ？【板书】二、离子晶体中离子键的配位数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载（ 1）定义：是指一个离子四周邻近的异电性离子的数目【探究】 NaCl 和 CsCl 晶体中阴、阳离子的配位数离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数NaCl CsCl【摸索】 为什么同是AB 型离子晶体，CsCl 与 NaCl 的晶体结构和配位数不一样？请从两者的组成中试查找形成差异的缘由。【板书】（ 2 ）影响阴、阳离子的配位数的因素| ：正、负离子半径比的大小【投影】可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结离子Na+-CsCl可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结离子半径 /pm95169181【同学活动】NaCl、CsCl 中正、负离子的半径比和配位数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载NaClCsCl+-+-r /r=r /r =C.N.=6C.N.=8【自主探究】CaF2 晶体中阴、阳离子的配位数前面两例中每种晶体的阴、阳离子所带的电荷数相同，阴、阳离子个数相同，配位数不相同。假如离子晶体中阴、阳离子的电荷数不相同，阴、阳离子个数不相同，各离子的配位数是否也不相同？下面请看CaF2 晶体结构回答疑题：有请依据图中晶胞结构运算：每个Ca2 + 四周最邻近的F-个，说明Ca2 + 的配位数为 。每个 F-四周最邻近的Ca2 + 有 个，说明 F-的配位数是 。由此可见， 在 CaF2晶体中， Ca 2 + 和 F-个数比为 , 刚好与 Ca2 + 和 F-的电荷数之比 。整个晶体的结构与前面两例的结构完全不相同。因此可以得出晶体中阴、阳离子电荷比也是打算离子晶体结构的重要因素，称为电荷因素。（2 ）电荷因素：晶体中阴、阳离子电荷比可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载此外， 打算离子晶体结构的因素仍有离子键的纯粹程度，称为键性因素。 对此高中不作具体学习。（3 ）键性因素：离子键的纯粹程度【摸索】 :1、依据氯化钠的结构模型确定晶胞，并分析其构成。每个晶胞中有Na + ，有个 Cl-+2、在每个Na 四周与它最近的且距离相等的Na 有个3、在每个Na+ 四周与它最近的且距离相等的Cl-所围成的空间结构为体【板书】立方晶系的晶胞中,原子个数比的运算:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载(1) 处于体心的原子:完全属于该晶胞(2) 处于面心的原子, 属于两个晶胞共有, 每个晶胞平均占有它的1/2(3) 处于棱上的原子, 属于四个晶胞共有, 每个晶胞平均占有它的1/4(4) 处于顶点的原子, 属于八个晶胞共有, 每个晶胞平均占有它的1/8晶胞中微粒个数= 晶胞中可视的微粒个数×晶胞占有值【练习】 CsCl 的结构晶胞：+1、依据氯化铯的结构模型确定晶胞，并分析其构成。 每个晶胞中有Cs ，有个-Cl2、在每个Cs+四周与它最近的且距离相等的Cs+有个小结 类型离子晶体构成晶体的粒子结构相互作用反馈练习 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载1某离子晶体的晶胞结构如下图所示：就该离子晶体的化学式为（）。A abcB、abc3C ab2 c3D ab 3c2 高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价可看作部分为0 价，部分为 -2价。下图为超氧化钾晶体的一个晶胞晶体中最小的重复单元。就以下说法正确的A晶体中与每个K+ 距离最近的K+ 有 12 个+B晶体中每个K 四周有 8 个 O2 -，每个 O2 -四周有 8 个 KC超氧化钾的化学式为KO2 ，每个晶胞含有14 个 K+ 和 13个 O2-可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载D晶体中， 0 价氧原子与 -2 价氧原子的数目比可看作为3:15某离子晶体部分结构如图(1) 晶体中每个Y 同时吸引着最近的 个 X，每个 X 同时吸引着最近的 个 Y，该晶体的化学式为 (2) 晶体中每个X 四周与它最近且距离相等的X 共有 个.(3) 晶体中距离最近的2 个 X 与一个 Y 形成的夹角 XYX 的角度 4 设该晶体的摩尔质量为M g mol-1，晶体密度为，阿佛加德罗常数为NA，就晶 体中两个距离最近的X 中心间距离为 cm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 9 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载5答案：1 从图中可知， Y 位于立方体中心，X 位于立方体相向的四个项点，故一个Y同时吸引着最近的X 有 4 个，每个X 同时吸引着最近的8 个 Y，由此确定其化学式.： XY2(2) 由于顶点X 是 8 个立方体共有，每个面是两个立方体共享，故晶体中每个X 四周与它最近且距离相等的X 应有 8 × 3×=12 个(3) 可将图中4 个 X 分别与 Y 连线，形成的构型类同于CH4 分子， XYX=(4) 每个小方体中会XY2 的物质的量为【作业】 1当人们谈论1991 年初春海湾战争中的先进武器时，都免不了要提到隐身战役机 F-117A ，目前研制和应用陷隐形材料是铁氧体等磁性物质，右图是某隐形材料晶胞，其化学式表示为（）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 10 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载A、XYB、X4YC、XY2D、X2Y3. 如图是氯化铯晶体的晶胞晶体中最小的重复单元，已知晶体中2 个最近的Cs+ 离子核间距为 a cm ，氯化铯的式量为M ， NA 为阿伏加德罗常数，就氯化铯晶体的密度为A. g/cm 3B.g/cm 333C.g/cmD. g/cm-8-8-84 已知氯化钠的摩尔质量为58.5 g.mol -1 ,阿伏加德罗常数取6.02×1023 mol -1, 就食盐晶体中两个距离最近的Na+ 的核间距离最接近下面四个数据中的哪一个.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结-8A、3.0 × 10cmB 、3.5 × 10cmC 、4.0 × 10cmD 、5.0 × 10cm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其次课时【练习】 1以下说法中正确选项（）。A、离子晶体中肯定含有金属离子B、晶体中如有离子键就晶体肯定是离子晶体C、离子晶体中肯定无非极性共价键D、使 ZnS 晶体发生化学反应需破坏离子键可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 11 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载+-2+-2CsCl 晶体中 Cs 的 C.N. 是 Cl 的 C.N. 是 .CaF 2 晶体中 Ca 的 C.N. 是 F+-的 C.N. 是 . 已知 KCl 的晶体结构与NaCl 的相像，就KCl 晶体中 K 的 C.N. 是 Cl的 C.N. 是 .3右图所示的晶体结构是一种具有优良压电、电光等功能的晶体材料的晶胞。（ 1）、晶体内与每个“Ti紧”邻的 O 原子数为个（ 2）、该晶体的化学式为（）A、BaTi 8O12B、 BaTi4O9C、BaTiO 3D 、 BaTi2O3 留意 ：当一个粒子被n 个晶胞同时拥有，就一个晶胞只占据该粒子的。对于长方体型的晶胞而言：一个晶胞所拥有的粒子总数=。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 12 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载对于右图所示晶胞：其中含 A 粒子个，含 B 粒子个，含 C 粒子个，含 D 粒子个。所以该晶胞所表示的晶体的化学式为。【摸索】你所熟识的离子晶体具有哪些物理共性？离子晶体能否导电？如何说明？【板书】 离子晶体的物理特性：（ 1）、硬度较高，密度较大，难压缩，难挥发，熔沸点较高（ 2）、晶体不导电，在熔融状态或水溶液中导电,不存在单个分子（ 3 ）离子晶体的水溶性常见的盐类中易溶于水的有,难溶于水的有。一般而言，大多数离子晶体是可以溶于水的。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 13 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载【观看分析】钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点有何变化变化规律？说明什么？物质NaFNaClNaBrNaINaClKClRbClCsCl熔点995801755651801776715646【板书】组成相像的离子晶体，离子半径越小，离子电荷越多，离子键越强，晶体熔点沸点越高。如： KF>KCl>KBrAl2 O3>MgO【表达】 离子晶体的熔点和离子晶体的稳固性与离子键的强弱有关。离子键的强弱可用离子晶体的晶格能来表示。【板书】 二、离子键的强度晶格能【板书】（ 1） . 晶格能 （符号为U） :拆开 1 mol 离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸取的能量例如：拆开1 mol NaCl晶体使之形成气态钠离子和氯离子时,吸取的能量 .用 U 表示 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 14 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载+-NaCl（ s ）Na （g） +Cl（ g）U= 786-1KJ.mol晶格能 U 越大 , 说明离子晶体中的离子键越坚固。一般而言，晶格能越大，离子晶体的离子键越强 .破坏离子键时吸取的能量就越多, 离子晶体的熔沸点越高，硬度越大。【摸索】 由以下离子化合物熔点变化规律,分析 晶格能 与离子半径、离子电荷有什么关系.AB 型离子晶体离子电荷晶格能（ kJ/mol熔点摩氏硬度NaF19239933.2NaCl17868012.5NaBr1747747<2.5NaI1704661<2.5MgO23 7912 8526.5CaO23 4012 6144.5SrO23 2232 4303.5BaO23 0541 9183.3【板书】（ 2） .影响晶格能的因素离子的电荷数和离子半径【小结板书】对晶体构型相同的离子化合物离子电荷数越大，离子半径越小，晶格能越大，离子键越强，晶体越稳固，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 15 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载类型离子晶体构成晶体的粒子结构相互作用硬度熔、沸点性质导电性溶解性实例可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 16 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载【投影】四种类型晶体的比较：晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体构成粒子粒子间相互作用硬度熔沸点导 电 性 溶 解 性 典型实例1 、以下大小关系正确选项（）。A、晶格能： NaCl<NaBrB、硬度： MgO>CaOC、熔点： NaI>NaBrD、熔沸点： CO2 >NaCl2 、已知：三种氟化物的晶格能如下表：晶格能（ kJ/mol ）Na+9232+Mg2 957Al3+5 492三种氟化物的晶格能的递变缘由是。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 17 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载3、已知：硅酸盐和石英的晶格能如下表：硅酸盐矿物和石英晶格能（ kJ/mol ）橄榄石4 400辉石4 100角闪石3 800云母3 800长石2 400石英2 600回答以下问题：（1 ）橄榄石和云母晶出的次序是。（2 ）石英总是在各种硅酸盐析出后才晶出的缘由是。（3 ）估计云母和橄榄石的熔点次序为，硬度大小为。4、下表列出了钠的卤化物和硅的卤化物的熔点：NaXNaFNaClNaBrNaI熔点995801775651SiX4SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔点 90.2 70.45.2120.5回答以下问题：（1 ）钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高许多，其缘由是可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 18 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载。（2） ） NaF 的熔点比NaBr 的熔点高的缘由是。SiF4 的熔点比SiBr4 的熔点低的缘由是。（3） ） NaF 和 NaBr 的晶格能的高低次序为，硬度大小为。4 2001 年曾报道，硼镁化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合晶体结构中的晶胞如右图所示。镁原子间形成正六棱柱，六个硼原子位于棱柱内。就该化合物的化学式可表示为AMg14 B6BMg2 BCMgB2DMg 3B2 课内练习 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 19 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载1、以下含有极性键的离子晶体是（）。醋酸钠氢氧化钾金刚石乙醇氯化钙A、B 、C 、D 、2、图一为氯化钠晶胞的结构示意图。它向三维空间延长得到完善晶体。试回答：（1 ）、一个氯化钠晶胞中有个 Na + , 有个 Cl- 。（2 ）、某温度下，测得晶胞的边长为a cm,求氯化钠晶体的密度。（3 ）、如已知NaCl 的密度为d g/cm 3 ,就 NaCl 晶体中 Na+ 与 Na+ 的最短距离是多少？2曾有“打破砂锅问究竟”的说话，这说明陶瓷砂锅是很简单碎的，但是在一般陶瓷中添加氧化铝等物质，在加压条件下烧至2100 左右，就可得到高致密氧化铝陶瓷。氧化铝陶 瓷在常温性能和高温性能方面，都是现有陶瓷材料中的上品，用贱如砂土和煤炭一类的材料，经过晶体学家的一番化学加工，就可以做成性能优良的高科技产品，身价骤增千百倍，真有 “点石成金”之妙。例.某氧化铝陶瓷晶体中含有A,B,C 三种原子 ,其排列方式如下列图,就晶体中 A,B,C 三种原子的个数比为: .答案 :1:1:1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 20 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载反馈练习：1、以下化学式表示的物质中，属于离子晶体并且含有非极性共价键的是（）。A、CaCl2B、Na2 O2C、N2D、NH 4Cl2.以下有关晶体的表达中，不正确的（）（ A）在离子晶体中可能存在共价键（ B）氯化钠晶体中，每个Na + 四周距离相等的Na + 共有 6 个（ C）氯化铯晶体中，每个Cs+ 四周紧邻8 个 Cl-（ D）含有金属元素的离子不肯定是阳离子，3MgOAl2O3MgCl 2AlCl3熔点 / 285220727141902.5 × 105 Pa沸点 / 360029801412182.7请参考上述数据填空和回答疑题：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 21 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载（1）工业上常用电解熔融Mg Cl 2 的方法生产金属镁，电解Al2 O3 与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。为什么不用电解MgO 的方法生产镁。6、A、B 为两种短周期元素，A 的原子序数大于B，且 B 原子的最外层电子数为A 原子最外层电子数的3 倍， A、B 形成的化合物是中学化学常见的化合物，该化合物熔融时能导电，试回答以下问题：（1） ） A、B 的元素符号分别是（Mg ,O ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 22 页，共 23 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载（2） ） A、B 所形成的晶体结构与NaCl 结构相像，就每个阳离子四周吸引了（6 ）-个阴离子，晶体中阴、阳离子数之比为（1:1 ）。（3） ） A、B 所形成的化合物的晶体的熔点比NaF 的熔点（高），其判定的理由是（离子半径相差不大，但电荷数大， 形成的离子键强，熔点高。 ）可编辑资料 - 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