离子晶体第1和2课时.ppt

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1、离子晶体,晶体结构与性质第三章第四节,第一课时,回顾：三种晶体结构与性质的比较,相邻原子之间以共价键相结合而成具有空间网状结构的晶体,分子间以范德华力相结合而成的晶体,通过金属键形成的晶体,共价键,范德华力,金属键,原子,分子,金属阳离子和自由电子,很高,很低,差别较大,差别较大,很大,很小,无(硅为半导体),无,导体,金刚石、二氧化硅、晶体硅、碳化硅,I2、干冰、冰等,Au、Fe、Cu、钢铁等,判断下列晶体的类型?,金属 晶体,分子 晶体,原子 晶体,?,思考并讨论： 氯化钠晶体的构成微粒是什么?构成晶体的微粒间的相互作用力是什么？它是哪种晶体类型?,2Na + Cl2 = 2NaCl,1、

2、定义： 2、结构特点： (1)成键粒子： (2)相互作用力： 常见的离子晶体：,强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。,由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。,阴、阳离子,离子键,一、离子晶体,根据前面的讨论总结离子晶体的理论知识?,有无单个分子存在?,无单个分子存在;NaCl不表示分子式。,材料：,晶体的硬度,金刚石,食 盐,石 墨,(2) 硬度 。,3、离子晶体物理性质的特点：,(1) 熔沸点 , 难挥发难压缩。,较高,较大,(3) 水溶性,(4) 导电性,阅读课本P79最后一段(即科学视野之前的一段),结合氯化钠晶体的结构,你认为离子晶体物理性质有何特点?,离子电荷越多,核间距离越小,

3、熔沸点升高。,一般易溶于水,而难溶于非极性溶剂。,固态不导电,水溶液或者熔融状态下能导电。,1.判断下列物质 属于离子晶体？ 1.SiO2 2.CaCl2 3.NaOH 4.冰糖(C12H22O11) 5.BaSO4 6.I2 7.P2O5 8. NH4NO3 9. H2O 10.HCl 11. NaHCO3 12. Na2O,2、3、5、8、11、12,随堂练习:,2.下列叙述错误的是（ ） A、带相反电荷离子之间的相互吸引 称为离子键 B、金属元素与非金属元素化合时， 不一定形成离子键 C、某元素的原子最外层只有1个电 子,它跟卤素相互结合时所形成的 化学键不一定是离子键 D、非金属原子间

4、不可能形成离子键,AD,3.下列有关离子化合物的说法正确的是( ) A、离子化合物中一定含有金属元素，含金 属元素的化合物一定是离子化合物 B、离子键只存在于离子化合物中，离子化 合物中一定含有离子键 C、离子化合物中不可能含有共价键 D、离子化合物受热熔化破坏化学键，吸收 热量，属于化学变化,4.离子晶体不可能具有的性质是（ ） A、较高的熔、沸点 B、良好的导电性 C、溶于极性溶剂 D、坚硬而易粉碎,B,B,5.下列性质适合于离子晶体的是（ ） A、熔点1070，易溶于水，水溶液能导电 B、熔点10.31，液态不导电，水溶液导电 C、能溶于CS2，熔点112.8，沸点444.6 D、熔点9

5、7.81，质软，导电，密度0.97g/cm3,6.离子晶体不导电，为什么熔化后或溶于水 后能导电？,A,提示:是否有自由移动的带电微粒.,钠离子和氯离子在晶胞中的位置：,4、几种常见的离子晶体的晶胞结构：,(1)氯化钠型晶胞,氯离子：体心和棱中点; 钠离子：面心和顶点.,离子晶体种类繁多,结构多样,Na+,Cl-,或者反之;,交错排列,相同离子的位置：最小面对角线位置,不同离子的位置：最小面相邻位置,计算方法：均摊法 顶点占1/8；棱占1/4；面心占1/2；体心占1,每个NaCl晶胞含Na+、Cl-的个数?,Na+:,Cl-:,Na+,Cl-,CsCl的晶体结构及晶胞构示意图,（2）CsCl晶

6、胞,铯离子和氯离子的位置？,铯离子： 氯离子：,每个晶胞含铯离子、氯离子的个数？,铯离子： 氯离子：,或者反之,1个；,1个。,体心,顶点,Cl-,Cs+, 在NaCl晶体中，与Na+(Cl-)等距离且最近的Cl-(Na+)有几个？, 在CsCl晶体中，与Cs+(Cl-)等距离且最近的Cl-(Cs+)有几个？,我们来研究晶体中的配位数:,在离子晶体中离子的配位数(缩写为C.N.)是指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。,NaCl和CsCl的晶胞,P78科学探究1,填表,NaCl的晶体结构模型,NaCl晶体中阴、阳离子的配位数,Na+的配位数为：,Cl-的配位数为：,6,6,CsCl的晶体结构

7、及晶胞构示意图,Cs+的配位数为：,Cl-的配位数为：,8,8,6,6,1:1,8,8,1:1,科学探究1：,找出NaCl、CsCl两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数：,结论：AB型离子化合物中 阴离子的配位数=阴离子的配位数,NaCl、CsCl都是同一主族的氯化物,且都是AB型，为什么它们的配位数却不相同呢(NaCl的是6, CsCl的是8)?,根据表35、表36分析,什么因素影响了离子晶体中离子的配位数？利用相关数据计算，并填表：,P79科学探究2：,0.525,0.934,r+/r- 越大，配位数越大,规律：,结论：晶体中正负离子的的半径比(r+/r-)是决定离子晶体结构的重要因素,简

8、称几何因素。 一般决定配位数的多少:正负离子的半径比越大,配位数越多.,0.525,0.934,r+/r- 越大，配位数越大,规律：,ZnS晶胞,请阅读P79,影响离子晶体中离子配位数的因素还有哪些?,（3）CaF2 (萤石)型晶胞,Ca2+的配位数:,F-的配位数:,（1）立方晶系，面心立方晶胞。,（2） Ca2+立方最密堆积，F-填充在全部 四面体空隙中（4球1空）。,（3）配位数,4个Ca2+和8个F-,CaF2晶体中Ca2+ 和F-的位置关系如何? 一个CaF2晶胞中含Ca2+ 、F-个数是多少?,8,4,依据图329，数出配位数，完成下列空格思考为什么离子晶体中阴阳离子配位数的比值会

9、有不同？受什么因素影响？ 总结影响离子晶体配位数的因素。,CaF2的晶胞,例：CaF2的晶体中，Ca2和F的电荷数之比_，个数之比_，Ca2配位数是_，F的配位数是_。,1:2,2:1,8,4,图示为CaF2晶胞的1/8,观察点为上左前方,晶胞上面心,影响离子晶体中离子配位数的因素还有： 正负离子电荷比,正负离子的配位数比=正负离子电荷比 =正负离子的数目反比,5、决定离子晶体结构的因素,（1）几何因素 （2）电荷因素 （3）键性因素,晶体中正负离子的半径比.,晶体中正负离子的电荷比.,离子键的纯粹因素(本书不介绍),一般决定配位数的多少:正负离子的半径比越大,配位数越多.,正负离子的配位数比

10、=正负离子电荷比 =正负离子的数目反比,1、下列各指定微粒的数目之比不是1:1的是 A、Na2O2晶体中的阴离子和阳离子 B、NaHCO3晶体中的钠离子和碳酸氢根离子 C、 离子中的质子和中子 D、NH4Cl溶液中铵根离子和氯离子,2、CaF2 晶体中正离子的配位数8,负离子的配位数为 。 TiO2晶体中正离子的配位数为6，负离子的配位数为多少？ ZnS晶体中负离子的配位数是4,正离子的配位数为多少？,4,3,4,AD,正负离子电荷比=正负离子的配位数比,3、如图所示，在氯化钠晶体中，与 每个Na+等距离且最近的几个Cl- 所围 成的空间几何构型（ ） A、十二面体 B、正八面体 C、正六面体

11、 D、正四面体,B,NaCl晶体中阴、阳离子的配位数,Na+的配位数为：,Cl-的配位数为：,6,6,十四面体,（1）如图直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处位置，晶体中，每个Na+周围与它最接近的且距离相等的Na+个数为：_,12,选做练习题1:,(2) 这些Na+离子中心 围成的空间几何图形是 _。,与Na+最近的Na+的个数及围成的几何图形,十四面体,干冰晶体结构示意图,由此可见，每个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子。,氯化钠晶体结构示意图,由此可见，每个钠离子周围有12个钠离子 其组成了十四面体。,氯离子,氯离子,选练2：若已知NaCl的摩尔质量为 M g/mol晶胞

12、的边长为a cm，设阿伏加德常数为NA，则NaCl晶体的密度为: g/cm3 。,晶胞法：,小立方体法：,再见！,科学视野,含复杂离子的离子晶体,碳酸盐在一定温度下发生分解的规律？,碳酸盐的分解温度与金属阳离子所带的电荷及阳离子半径有关 金属阳离子所带的电荷越多、阳离子半径越小，金属阳离子与碳酸根中的氧离子作用越强，碳酸盐的分解温度越低,二、晶格能,1、定义：气态离子形成1mol离子晶体时释放的能量，通常取正值。 晶格能的大小与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比，与阴、阳离子间的距离成反比。 2、规律：晶格能越大： 形成的离子晶体越稳定（离子键越强） 熔点越高； 硬度越大。,仔细阅读表38，分析晶

13、格能的大小与离子晶体的熔点有什么关系？离子晶体的晶格能与哪些因素有关？,某些离子晶体的晶格能,问题： 1、什么是岩浆晶出？ 2、岩浆晶出顺序与晶格能的关系？,阅读：,科学视野岩浆晶出规则与晶格能,晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中冷却下来，从而先结晶,岩浆晶出规则与晶格能:,2、影响晶格能的大小的因素 ： （1）阴、阳离子所带电荷的越多晶格能越大。 （2）阴、阳离子的半径越小，晶格能越大。,3、晶格能越大，形成的离子晶体的离子键越强，形成的离子晶体越稳定，熔点越高、硬度越大。,1、定义：气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量。,小结晶格能：,小结,离子晶体特点： 无单个分子存在；Na

14、Cl不表示分子式。 熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。且随着离子电荷的增加，核间距离的缩短，晶格能增大，熔点升高。 一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。 固态不导电，水溶液或者熔融状态下能导电。 属于离子晶体的： 强碱、部分金属氧化物、部分盐类。,练习：已知：FexO晶体结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值小于1，测知FexO晶体密度为=5.71g/cm3，晶胞边长为4.28 10-10m。 （1）FexO中x的值为_（精确到0.01） （2）晶体中的Fe分别为Fe2+和Fe3+两种离子，其中Fe2+占Fe的总数的分数为_（精确到0.001） （3）与某个铁(Fe2+或Fe3+)等距离且最近的O2-所围成的几何形状为_ （4）此晶体的化学式为_ (5) 此晶体中Fe元素的离子间最 短距离为_cm.,0.92,0.826,正八面体,Fe0.92O,3.03 10-10,再见！,