苏教版离子键离子晶体资料优秀PPT.ppt

15 15 四月四月 2023 2023OHH 表示共价键 没有化学键化学键化学键1 1定义：相邻原子间定义：相邻原子间猛烈的相互作用猛烈的相互作用2、用化学键的观点来分析化学反应的本质是什么？一个化学反应的的过程，本质上就一个化学反应的的过程，本质上就是是旧化学键断裂旧化学键断裂和和新化学键形成新化学键形成的过程。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1 1、金属钠在氯气中燃烧的现象是什么、金属钠在氯气中燃烧的现象是什么？2 2、钠原子与氯原子是如何结合成氯化、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钠的？你能用电子式表示氯化钠的形成过程吗？成过程吗？3 3、依据元素的金属性和非金属性差异，、依据元素的金属性和非金属性差异，你知道哪些原子之间能形成离子键？你知道哪些原子之间能形成离子键？思考问题：思考问题：+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猛猛烈烈作作用用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。AA、AA和和AA、AA（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子键是否发生变化）离子化合物溶于水或熔化时离子键是否发生变化（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沟通与探讨：沟通与探讨：（6 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。一、离子键一、离子键1 1、定义：、定义：使阴、阳离子结合成化合物的使阴、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（一般状况）：成键元素（一般状况）：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）1、活泼的金属元素（、活泼的金属元素（IA、IIA）和活泼的非金）和活泼的非金属元素（属元素（VIA、VIIA）形成的化合物。）形成的化合物。2、活泼的金属元素和酸根离子（或氢氧根离子）、活泼的金属元素和酸根离子（或氢氧根离子）形成的化合物形成的化合物3、铵根和酸根离子（或活泼非金属元素离子）、铵根和酸根离子（或活泼非金属元素离子）形成的盐。形成的盐。推断依据：推断依据：形成化合物的元素的电负性的差形成化合物的元素的电负性的差形成化合物的元素的电负性的差形成化合物的元素的电负性的差X XX X 1.71.71.71.7元素的电负性差要比较大元素的电负性差要比较大离子键和共价键之间离子键和共价键之间,并非严格截然可以区分并非严格截然可以区分的的.可将离子键视为极性共价键的一个极端可将离子键视为极性共价键的一个极端,而而另一极端为非极性共价键另一极端为非极性共价键.二、用电子式表示离子键的形成过程二、用电子式表示离子键的形成过程11101 1、定义、定义 在元素符号四周用在元素符号四周用“”“”或或“”“”来表示原子最外层电子的式子，叫电子式。来表示原子最外层电子的式子，叫电子式。H Na Mg Ca O Cl 原子的电子式：原子的电子式：离子的电子式：离子的电子式：H+Na+Mg2+Ca2+O 2-：Cl -：离子化合物的电子式：离子化合物的电子式：把化合物的阴阳离子对称分布即可把化合物的阴阳离子对称分布即可Na+O O 2-：Na+Na+O H-：Na+O 2-：Na+O O 2-：用电子式表示用电子式表示氧化镁氧化镁的形成过程的形成过程 Mg Mg2+用电子式表示用电子式表示硫化钾硫化钾的形成过程的形成过程 S 2K K+S 2-：K+写出下列微粒的电子式：写出下列微粒的电子式：S Br S 2-：硫原子，硫原子，溴原子，溴原子，硫离子硫离子，练习形象表示形象表示新的化学键新的化学键形成的过程形成的过程 Cl Cl -：用电子式表示用电子式表示氯化钠氯化钠的形成过程的形成过程 Na Na+用电子式表示用电子式表示溴化钙溴化钙的形成过程的形成过程 Ca Br ：Ca2+Br-：2、意义：、意义：箭号左方相同的微粒可以合并。箭号左方相同的微粒可以合并。Br ：Br-：离子化合物电子式的书写离子化合物电子式的书写：1.1.简洁阴离子的电子式不但要表达出最外层全部电子数简洁阴离子的电子式不但要表达出最外层全部电子数（包括得到的电子），而且用方括号（包括得到的电子），而且用方括号“”“”括起来，括起来，并在右上角注明负电荷数并在右上角注明负电荷数2.2.简洁阳离子的电子式就是离子符号，简洁阳离子的电子式就是离子符号，NH4+NH4+例外例外3.3.离子化合物的电子式由阴离子和阳离子电子式组成，离子化合物的电子式由阴离子和阳离子电子式组成，相同的离子不能合并相同的离子不能合并用电子式表示离子键的形成过程用电子式表示离子键的形成过程1.左边是组成离子化合物的各原子的电子式左边是组成离子化合物的各原子的电子式,右边是右边是离子化合物的电子式离子化合物的电子式2.连接号为连接号为“”3.用用 表示电子转移的方向表示电子转移的方向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相应的原子半径；如：半径；如：Na+NaNa+相应的原相应的原子半径；如：子半径；如：Cl-ClCl-Cl3 3、同一主族元素，从上到、同一主族元素，从上到下，下，离子半径渐渐增大；如：离子半径渐渐增大；如：Li+Na+K+F-Cl-Li+Na+K+F-Cl-Br-I-Br-F-Na+O2-F-Na+Mg2+Mg2+由下列离子化合物熔点变更由下列离子化合物熔点变更规律规律,分析离子键的强弱与离子分析离子键的强弱与离子半径、离子电荷有什么关系半径、离子电荷有什么关系?（1 1）NaF NaCl NaBr NaINaF NaCl NaBr NaI 988 801 740 988 801 740 660 660 （2 2）NaF CaF2 CaO NaF CaF2 CaO 988 1360 2614 988 1360 2614 （提示：（提示：Ca2+Ca2+半径略大于半径略大于Na+Na+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。3 3、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)(1)原子半径：原子半径：同周期由左同周期由左右，原子半径由大右，原子半径由大 小小同主族由上同主族由上 下下,原子半径由小原子半径由小 大大(2)(2)微粒半径微粒半径 金属阳离子半径小于其原子半径。金属阳离子半径小于其原子半径。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。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。电电子子层层结结构构相相同同的的微微粒粒，核核电电荷荷越越多多半半径径越越小。如：小。如：N N3 3OO2 2FFNaNa+MgMg2+2+AlAl3+3+S S2 2ClClKK+CaCa2+2+比比 较下列物质的熔沸点，用较下列物质的熔沸点，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-：6688444844114484KBr AgCl、MgO、CaS、BaSeZnS、AgI、BeOCsCl、CsBr、CsI、TlCl碱土金属卤化物、碱土金属卤化物、碱金属氧化物。碱金属氧化物。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不是不是表示分子式。表示分子式。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固态时不导电，水溶液或者熔融状态下均导电。均导电。【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 1、若晶体类型不同，一般状况下：原、若晶体类型不同，一般状况下：原子晶体离子晶体分子晶体。子晶体离子晶体分子晶体。2 2、若晶体类型相同，则有：、若晶体类型相同，则有：离子晶体中，结构相像时，离子半径离子晶体中，结构相像时，离子半径越小，离子电荷越高，晶格能越大，离越小，离子电荷越高，晶格能越大，离子键就越强，熔点就越高。子键就越强，熔点就越高。原子晶体中，结构相像时，原子半径原子晶体中，结构相像时，原子半径越小，共价键键长越短，键能越大，熔越小，共价键键长越短，键能越大，熔点越高。点越高。分子晶体中（不含氢键时），分子组分子晶体中（不含氢键时），分子组成和结构相像时，相对分子质量越大，成和结构相像时，相对分子质量越大，范德华力就越强，熔点就越高。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。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熔点低。合金的熔点比它的各成分金属的熔点低。练习 1 1、下表列出了有关晶体的学问，其中错误的是、下表列出了有关晶体的学问，其中错误的是2 2、用用离离子子的的电电荷荷和和半半径径说说明明下下列列离离子子晶晶体体熔熔点点凹凹凸的依次。凸的依次。（1 1）MMO OKCKC（2 2）MMOOS SS S（3 3）N NF FN NC CN NB BA AB BC CDD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B 中学教材上图示的中学教材上图示的NaClNaCl晶体结构，它向三维空间延长得到完备晶体结构，它向三维空间延长得到完备晶体。晶体。NiONiO晶体结构与晶体结构与NaClNaCl相同，相同，Ni2Ni2与邻近的与邻近的O2-O2-核间距为核间距为a10-8 a10-8，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74.7gmol-74.7gmol-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NiO.NiO.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(a10(a10-8-8)3 3故故NiONiO晶体密度为：晶体密度为：课课 堂堂 练练 习习 题题74.7g6.02102312（个）（个）124 18=74.7g6.02102312(a10-8)3g.-362.0a3=某离子晶体的晶胞结构如下图所示某离子晶体的晶胞结构如下图所示，则该离子晶体的化学式为（则该离子晶体的化学式为（）Aabc B、abc3 Cab2c3 Dab3c 综合应用变式变式 (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/mL,g/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综合应用(2)(2)自然的和大部分人工制备的自然的和大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某晶体都存在各种缺陷，例如在某种种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Ni2+Ni2+空缺，另有两个空缺，另有两个Ni2+Ni2+被两个被两个Ni3+Ni3+所取代。其结果晶所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中体仍呈电中性，但化合物中NiNi和和OO的比值却发生了变更。某氧的比值却发生了变更。某氧化镍样品组成为化镍样品组成为Ni0.97O,Ni0.97O,试计试计算该晶体中算该晶体中Ni3+Ni3+与与Ni2+Ni2+的离子的离子数之比。数之比。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本题命题角度较新颖，事事实实上上难难度度不不大大，第第（2）题题所所供供应应的的Ni0.97O信信息息，事事实实上上是是一一种种“平平均均化化学学式式”。尽尽管管题题给给示示意意图图及及题题目目叙叙述述中中提提到到了了有有“Ni2+”空空缺缺，但但“Ni0.97O”的的平平均均化化学学式式与与所所述述的的“空空缺缺”无无关关，它它只只是是遵遵循循着着电电中中性性原原则则，即即由由于于掺掺杂杂多多带带一一个个电电荷荷的的Ni3+代代替替了了部部分分Ni2+，才才使使“NiO”变成了变成了“Ni0.97O”。（2 2）0.97 0.97 molmol的的镍镍离离子子的的平平均均带带电电量量为为2 2，那那么么1 1 molmol镍镍离离子子的的平平均均带带电电量量为为2/0.972/0.97，这这是是+2+2和和+3+3价价的的镍镍离离子子的的共共同同电电量量，由由此此可可列列方方程程式式。不不同同于于上上解解的的是是，这这种种做做法法将将0.97 0.97 molmol镍镍离离子子化为化为1 mol1 mol镍离子来计算。镍离子来计算。解法一：解法一：设设 1molNi1molNi中中 含含 Ni2+Ni2+x x molmol，则则 含含 Ni3+Ni3+（1-1-x x）molmol，依据电荷守恒：，依据电荷守恒：2x+3(1-x)=2/0.97 2x+3(1-x)=2/0.97 x=91/97 x=91/97 n(Ni3+):n(Ni2+)=(1-91/97)91/97=691 n(Ni3+):n(Ni2+)=(1-91/97)91/97=691 解解法法二二：因因为为中中Nio.97ONio.97O中中既既有有+2+2价价的的离离子子又又有有+3+3价价的的镍镍离离子子，所所以以可可写写成成xNiOyNi2O3xNiOyNi2O3的的复复合合形形式式，该该形形式式中中很很简简洁洁看看出出镍镍离离子子的的总总和和为为x+2yx+2y，氧氧离离子子的的总总和为和为x+3yx+3y，因此可列方程如下：，因此可列方程如下：（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=1 x+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 同同样样可可以以求求出出三价镍与二价镍离子数目之比。三价镍与二价镍离子数目之比。