苏教版离子键离子晶体ppt课件.ppt

20222022年年8 8月月4 4日星期四日星期四教学目标：教学目标：1、使学生理解化学键和离子键的概念，能用电子式、使学生理解化学键和离子键的概念，能用电子式 表示离子化合物的形成过程。表示离子化合物的形成过程。2、通过化学键和离子键的教学，培养学生对微观粒、通过化学键和离子键的教学，培养学生对微观粒 子运动的想象力。子运动的想象力。3、对学生进行科学研究方法的教育。、对学生进行科学研究方法的教育。教学重点、难点：教学重点、难点： 1 1、化学键和离子键的概念。化学键和离子键的概念。 2、能用电子式表示离子化合物的形成过程。、能用电子式表示离子化合物的形成过程。OHH 表示共价键表示共价键 没有化学键没有化学键化学键化学键1定义：定义：相邻相邻原子原子间间强烈强烈的相互作用的相互作用2。用化学键的观点来。用化学键的观点来分析化学反应的本质分析化学反应的本质是什么？是什么？一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。裂和新化学键形成的过程。化学键化学键离子键离子键共价键共价键金属键金属键化学键化学键分类分类+177 8 2Na电子转移电子转移不稳定不稳定稳定稳定+178 8 2Cl-Na+离子和离子和Cl-离子间的静电作用力有哪些离子间的静电作用力有哪些？动脑筋动脑筋氯化钠的形成过程Na+112 8+112 8 1Cl强强烈烈作作用用NaClNaCl的微观形成过程的微观形成过程吸引和排斥达到平衡状态吸引和排斥达到平衡状态,则形成化学键则形成化学键电子得失形成阴、阳离子。电子得失形成阴、阳离子。阴、阳离子。阴、阳离子。静电作用。静电作用。活泼金属与活泼非金属。活泼金属与活泼非金属。 （静电吸引（静电吸引 = = 静电排斥）静电排斥）转化成自由移动的离子转化成自由移动的离子, ,离子键即被破坏离子键即被破坏。A、A和和A、A（1 1）离子键形成的原因是什么）离子键形成的原因是什么（2 2）形成离子键的微粒是什么）形成离子键的微粒是什么（5 5）离子化合物溶于水或熔化时离）离子化合物溶于水或熔化时离 子键是否发生变化子键是否发生变化（4 4）哪些原子之间可能形成离子键）哪些原子之间可能形成离子键（3 3）离子键是一种什么性质的相互作用）离子键是一种什么性质的相互作用交流与讨论：交流与讨论：（6）离子键的存在方式）离子键的存在方式固态的离子化合物中。固态的离子化合物中。二、离子键二、离子键1 1、定义：使阴、阳离子结合成化合物的、定义：使阴、阳离子结合成化合物的静电作用静电作用成键粒子：成键粒子： 阴、阳离子阴、阳离子成键元素（一般情况）：成键元素（一般情况）：成键本质：成键本质： 静电作用（吸引与排斥）静电作用（吸引与排斥）活泼金属元素（活泼金属元素（IAIA、IIAIIA）活泼非金属元素活泼非金属元素(VIA(VIA、VIIA)VIIA) 形成化合物的元素的电负性的形成化合物的元素的电负性的差差1.71.7离子半径大小比较规律离子半径大小比较规律 1 1、阳离子半径、阳离子半径 相应的原子半径；相应的原子半径；如：如：NaNa+ +Na 相应的原子半径；相应的原子半径；如：如：ClCl- -ClCl3 3、同一主族元素，从上到下，、同一主族元素，从上到下，离子半径逐渐增大；如：离子半径逐渐增大；如： LiLi+ +NaNa+ +KK+ + F F- -ClCl- -BrBr- -I F F- - Na Na+ + Mg Mg2+2+ 由下列离子化合物熔点变化规由下列离子化合物熔点变化规律律 , ,分析离子键的强弱与离子半径分析离子键的强弱与离子半径、离子电荷有什么关系、离子电荷有什么关系? ? （1 1）NaF NaCl NaBr NaINaF NaCl NaBr NaI 988 988 801801 740740 660660 （2 2）NaF CaFNaF CaF2 2 CaO CaO 988 988 13601360 26142614 （提示：（提示：CaCa2+2+半径略大于半径略大于NaNa+ +半径）半径）离子半径越小、离子所带电荷离子半径越小、离子所带电荷越多，离子键就越强，其形成越多，离子键就越强，其形成化合物的熔沸点也就越高。化合物的熔沸点也就越高。2 2、离子键的强弱影响离子化合物的哪些性质、离子键的强弱影响离子化合物的哪些性质 补充补充 微粒半径比较微粒半径比较(1)原子半径：同周期由左原子半径：同周期由左右，原子半径由右，原子半径由大大 小小同主族由上同主族由上 下，原子半径由小下，原子半径由小 大大(2)微粒半径微粒半径金属阳离子半径小于其原子半径。如：金属阳离子半径小于其原子半径。如：非金属阴离子半径大于其原子半径。非金属阴离子半径大于其原子半径。如：如：高价离子半径小于低价离子半径。高价离子半径小于低价离子半径。如：如：电子层结构相同的微粒，核电荷电子层结构相同的微粒，核电荷越多半径越小。如：越多半径越小。如： N3O2FNa+Mg2+Al3+ S2ClK+Ca2+比比 较下列物质较下列物质的熔沸点，用的熔沸点，用“”或或“1.012CsF阴、阳离子半径比与配位数的关系阴、阳离子半径比与配位数的关系拓宽视野拓宽视野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AB2 2CaF2 2型型NaNa+ +：6ClCl- -：6CsCs+ +：ClCl- -：8 88 8ZnZn2+2+：S S2-2-：4 44 4CaCa2+2+：F F- -： 4 48 8NaNa+ +：ClCl- -：CsCs+ +：ClCl- -：ZnZn2+2+：S S2-2-：CaCa2+2+：F F- -：NaNa+ +：ClCl- -：CsCs+ +：ClCl- -：ZnZn2+2+：S S2-2-：CaCa2+2+：F F- -：668 88 84 44 44 48 8441 11 14 44 48 84 4KBr AgCl、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。离子晶体的特点离子晶体的特点:无单个分子存在。如无单个分子存在。如NaCl NaCl 和和CsClCsCl不是表示不是表示分子式。分子式。一般易溶于水，难溶于非极性溶剂。一般易溶于水，难溶于非极性溶剂。熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。固态时不导电，水溶液或者熔融状态下均固态时不导电，水溶液或者熔融状态下均导电。导电。【总结归纳二总结归纳二】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：原子晶体离子晶、若晶体类型不同，一般情况下：原子晶体离子晶体分子晶体。体分子晶体。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，离子半径越小，离子电荷离子晶体中，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。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。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，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。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。熔点低。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（） 2、下列物质的晶体，按其熔点由低到高的排列顺序正确的、下列物质的晶体，按其熔点由低到高的排列顺序正确的是（）是（）ANC、SO2、CO2BNC、CO2、SO2CNC、MO、SO2DNC、SO2、MO 3、用离子的电荷和半径解释下列离子晶体熔点高低的顺序。、用离子的电荷和半径解释下列离子晶体熔点高低的顺序。（1）MOKC（2）MOSS（3）NFNCNBABCD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晶体微粒间存在的作用力作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BC1 23 45 68 78 中学教材上图示的中学教材上图示的NaClNaCl晶体结构，它向三维空间延伸晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。得到完美晶体。NiONiO晶体结构与晶体结构与NaClNaCl相同，相同，NiNi2 2与邻近与邻近的的O O2-2-核间距为核间距为a a1010-8 -8 ，计算，计算NiONiO晶体密度（已知晶体密度（已知NiONiO摩尔质量为摩尔质量为74.7g74.7gmolmol-1-1) )解：解：在该晶体中最小正方体中所含的在该晶体中最小正方体中所含的NiNi2+2+、O O2 2个数均为个数均为: :即晶体中每个小正方体中平均含有即晶体中每个小正方体中平均含有1/21/2个个NiONiO. .其质量为其质量为: :而此小正方体体积为而此小正方体体积为(a(a1010-8-8) )3 3故故NiONiO晶体密度为：晶体密度为：总结课 堂 练 习 题74.7g6.02102312（个）（个）124 18=74.7g6.02102312(a10-8)3g. -362.0a3=变式变式 (1)(1)NiONiO晶体结构与晶体结构与NaClNaCl相同，设相同，设NiONiO的摩尔质的摩尔质量量M g/mol,M g/mol,密度为密度为g/mLg/mL, ,阿伏加德罗常数为阿伏加德罗常数为N NA A, ,求晶求晶胞中两个距离最近的氧离胞中两个距离最近的氧离子中心间的距离为多少子中心间的距离为多少cm?cm?解题思路：（解题思路：（1 1）每个晶胞中含）每个晶胞中含NiONiO的个数（的个数（2 2）一个晶胞的质量（一个晶胞的质量（3 3）一个晶胞的体积（）一个晶胞的体积（4 4）晶胞）晶胞的边长（的边长（5 5）晶胞中任一个面对角线长度的一半）晶胞中任一个面对角线长度的一半主页(2)(2)天然的和大部分人工制备的天然的和大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在晶体都存在各种缺陷，例如在某种某种NiONiO晶体中就存在以下缺陷：晶体中就存在以下缺陷：一个一个NiNi2+2+空缺，另有两个空缺，另有两个NiNi2+2+被被两个两个NiNi3+3+所取代。其结果晶体仍所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中呈电中性，但化合物中NiNi和和O O的的比值却发生了变化。某氧化镍比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为样品组成为NiNi0.970.97O,O,试计算该晶试计算该晶体中体中NiNi3+3+与与NiNi2+2+的离子数之比。的离子数之比。 返回主菜单参考答案：参考答案： NiNi3+ 3+ ：NiNi2+2+6 6 ：9191 分析：分析： 本题命题角度较新颖，实际上难度不本题命题角度较新颖，实际上难度不大，第（大，第（2）题所提供的）题所提供的Ni0.97O信息，实信息，实际上是一种际上是一种“平均化学式平均化学式”。尽管题给。尽管题给示意图及题目叙述中提到了有示意图及题目叙述中提到了有“Ni2+”空空缺，但缺，但“Ni0.97O”的平均化学式与所述的的平均化学式与所述的“空缺空缺”无关，它只是遵循着电中性原无关，它只是遵循着电中性原则，即由于掺杂多带一个电荷的则，即由于掺杂多带一个电荷的Ni3+代代替了部分替了部分Ni2+ ，才使，才使“NiO”变成了变成了“Ni0.97O”。 （2 2）0.97 mol0.97 mol的镍离子的平均带电量为的镍离子的平均带电量为2 2，那，那么么1 mol1 mol镍离子的平均带电量为镍离子的平均带电量为2/0.972/0.97，这是，这是+2+2和和+3+3价的镍离子的共同电量，由此可列方程价的镍离子的共同电量，由此可列方程式。不同于上解的是，这种做法将式。不同于上解的是，这种做法将0.97 mol0.97 mol镍镍离子化为离子化为1 mol1 mol镍离子来计算。镍离子来计算。 解法一：解法一： 设设1molNi1molNi中含中含NiNi2+ 2+ x molx mol，则含，则含NiNi3+3+（1-x1-x）molmol，根据电荷守恒：，根据电荷守恒： 2x+3(1-x)=2/0.972x+3(1-x)=2/0.97 x=91/97 x=91/97 n(Ni n(Ni3 3+ +): n(Nin(Ni2+2+)=(1-91/97)91/97=691)=(1-91/97)91/97=691 解解法二：因为中法二：因为中Nio.97ONio.97O中既有中既有+2+2价的离子价的离子又有又有+3+3价的镍离子，所以可写成价的镍离子，所以可写成xNiOxNiOyNi2O3yNi2O3的复合形式，该形式中很容易看出镍离子的总的复合形式，该形式中很容易看出镍离子的总和为和为x+2yx+2y，氧离子的总和为，氧离子的总和为x+3yx+3y，因此可列，因此可列方程如下：方程如下：（1 1）：）：x+2y=0.97x+2y=0.97镍离子个数守恒镍离子个数守恒 x+3y=1x+3y=1氧离子个数守恒氧离子个数守恒（2 2）：（）：（x+2y x+2y ）/ /（x+3yx+3y）=0.97/1 =0.97/1 同样同样可以求出三价镍与二价镍离子数目之比。可以求出三价镍与二价镍离子数目之比。 主页