人教版福建省三明市高中化学 第3章 物质的聚集状态与物质性质 3.2.2 离子晶体课件 鲁科选修3.ppt

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1、离子晶体离子晶体 胆矾胆矾 CuSO45H2O 闪锌矿闪锌矿 ZnS 食盐食盐 NaCl2021/8/9星期一1请同学们展示自制的请同学们展示自制的NaClNaCl、CsClCsCl晶胞。晶胞。自制晶胞作品展示自制晶胞作品展示2021/8/9星期一2 NaCl NaCl晶体是我们典型的离子晶体，晶体是我们典型的离子晶体，同学们还记得同学们还记得NaClNaCl是如何形成的吗？是如何形成的吗？提提 问问 请用请用图示图示表示表示NaClNaCl是如何形成的？是如何形成的？请用请用电子式电子式表示表示NaClNaCl的形成过程。的形成过程。2021/8/9星期一3电子电子转移转移不稳定稳定 NaC

2、lNaCl的形成的形成Na+Cl-静电作用静电作用n 根据根据NaClNaCl晶体的特征，结合我们给晶体的特征，结合我们给金属晶体下定义的方式，同学们能不能金属晶体下定义的方式，同学们能不能给离子晶体下定义呢？给离子晶体下定义呢？2021/8/9星期一4一、概念一、概念 离子晶体离子晶体（1）定义：（2）构成微粒：（3）相互作用：（4）常见的离子晶体：阴离子、阳离子阴离子、阳离子离子键离子键 _和和_通过通过_结合、结合、在空间呈现在空间呈现_的排列所形成的晶体。的排列所形成的晶体。一般，固态的离子化合物是离子晶体。一般，固态的离子化合物是离子晶体。如：活泼金属氧化物、如：活泼金属氧化物、强碱

3、、强碱、大部分的盐等。大部分的盐等。阳离子阳离子阴离子阴离子有规律有规律离子键离子键 离子晶体中的阴、阳离子是如何有离子晶体中的阴、阳离子是如何有规律排列的呢？规律排列的呢？2021/8/9星期一5NaClNaCl晶胞还呈电中性吗？晶胞还呈电中性吗？请同学们参考以下问题介绍制作的请同学们参考以下问题介绍制作的NaClNaCl晶晶胞的结构。胞的结构。NaNa+在晶胞中的什么位置？在晶胞中的什么位置？ClCl-在晶胞中的什么位置？在晶胞中的什么位置？晶胞中代表晶胞中代表NaNa+的球有几个？的球有几个？晶胞中代表晶胞中代表ClCl-的球有几个？的球有几个？1212条棱中间和体心条棱中间和体心八个顶

4、点和六个面心八个顶点和六个面心1313个个1414个个Why?活动探究活动探究 一一2021/8/9星期一6Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+晶胞不是孤立的，还向空间延伸。晶胞是晶胞不是孤立的，还向空间延伸。晶胞是从无限结构中剥离的一个重复单元从无限结构中剥离的一个重复单元!活动探究活动探究 一一氯氯化化钠钠晶晶体体 各个微粒在晶胞中的位置相同吗各个微粒在晶胞中的位置相同吗?它们对晶胞的贡献相同吗它们对晶胞的贡献相同吗?2021/8/9星期一7二、立方晶胞中微粒的计算

5、二、立方晶胞中微粒的计算思考：处于晶胞顶思考：处于晶胞顶点上、棱上、面上点上、棱上、面上的离子分别被多少的离子分别被多少个晶胞共用？个晶胞共用？处于晶胞顶点上粒处于晶胞顶点上粒子被个晶胞共用子被个晶胞共用处于晶胞棱上粒子处于晶胞棱上粒子被个晶胞共用被个晶胞共用处于晶胞面上粒子处于晶胞面上粒子被被2 2个晶胞共用个晶胞共用切割法切割法2021/8/9星期一8Cl-Na+在在NaClNaCl晶体的一个晶胞中，晶体的一个晶胞中，ClCl-的个数等的个数等于于_，NaNa+的个数等于的个数等于_。8 =1 6 =3 活动探究活动探究 一一1 1 =112 =34 44 4 Na+:Cl-=1:1，晶胞

6、还呈电中性。晶胞还呈电中性。由此可见，在离子晶体中，由此可见，在离子晶体中，其实并不存在单独的其实并不存在单独的“NaClNaCl”分子分子，只是在整个晶体中，只是在整个晶体中NaNa+与与ClCl-的个数比为的个数比为1:11:1，因此因此NaClNaCl”这一化学式表示的只是氯化钠的组成。这一化学式表示的只是氯化钠的组成。8个顶点个顶点：6个面心个面心：1个体心个体心：12条棱上条棱上：2021/8/9星期一9 活动探究活动探究 一一NaCl晶体中：晶体中：（1）每个）每个Na+周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Cl-有有 个个？（2）每个）每个Cl-周围最近且距离相等的周围最近且距

7、离相等的Na+有有 个个？2021/8/9星期一10 活动探究活动探究 一一每个每个Na+周围最近周围最近且距离相且距离相等的等的Cl-有有_个。个。6个个Cl-连连线线形成的形成的空间几何空间几何构型是构型是_。配位数配位数 一个离子周围所邻接的异电性离子的一个离子周围所邻接的异电性离子的数目称为数目称为离子晶体的配位数离子晶体的配位数。6正八面体正八面体2021/8/9星期一11 活动探究活动探究 一一NaNa+ClCl-每个每个Cl-周围最近周围最近且距离相且距离相等的等的Na+有有_个。个。6个个Na+连线形成连线形成的空间几的空间几何构型是何构型是_。配位数配位数6正八面体正八面体2

8、021/8/9星期一12NaClNaCl晶体中阴、阳离子配位数晶体中阴、阳离子配位数 活动探究活动探究 一一2021/8/9星期一13 活动探究活动探究 一一NaCl晶体中：晶体中：（3）每个）每个Na+周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Na+有有 个个？（4）每个）每个Cl-周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Cl-有有 个？个？2021/8/9星期一14 活动探究活动探究 一一2021/8/9星期一15 每个NaNa+周围最近且距离相等的Na+有_个 活动探究活动探究 一一122021/8/9星期一16 每个Cl周围最近且距离相等的Cl有_个 活动探究活动探究 一一122021/

9、8/9星期一17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最近且距离最近且距离相等的相反相等的相反离子数离子数最近且距离最近且距离相等的同种相等的同种离子数离子数每个晶胞每个晶胞含有离子数含有离子数ABNaCl型型Na+：6Cl-：6Na+：Cl-：Na+：Cl-：6644小小 结结Na+：Cl-：1212三、常见离子晶体结构三、常见离子晶体结构2021/8/9星期一18CsClCsCl晶胞还呈电中性吗？晶胞还呈电中性吗？请同学们以探究请同学们以探究NaClNaCl晶胞结构的方法来晶胞结构的方法来探究探究CsClCsCl晶胞的结构。晶胞的结构。CsCs+在晶胞中

10、的什么位置？在晶胞中的什么位置？ClCl-在晶胞中的什么位置？在晶胞中的什么位置？晶胞中代表晶胞中代表CsCs+的球有几个？的球有几个？晶胞中代表晶胞中代表ClCl-的球有几个？的球有几个？体心体心八个顶点八个顶点1 1个个8 8个个Why?活动探究活动探究 二二2021/8/9星期一19Cl-CsCs+在在CsClCsCl晶体的一个晶胞中，晶体的一个晶胞中，ClCl-的个数等的个数等于于_，CsCs+的个数等于的个数等于_。8 =1 1 1=11 11 1 Cs Cs+:Cl:Cl-=1:1=1:1，晶胞还呈电中性。晶胞还呈电中性。由此可见，在离子晶体中，由此可见，在离子晶体中，其实并不存在

11、单独的其实并不存在单独的“CsCsClCl”分子分子，只是在整个晶体中，只是在整个晶体中CsCs+与与ClCl-的个数比为的个数比为1:11:1，因此因此CsCsClCl”这一化学式表示的只是氯化铯的组成。这一化学式表示的只是氯化铯的组成。活动探究活动探究 二二顶点顶点：体心体心：Cl-Cs+2021/8/9星期一20CsCl晶体中：晶体中：（1）每个）每个Cs+周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Cl-有有 个？个？（2）每个）每个Cl-周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Cs+有有 个？个？（3）每个）每个Cs+周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Cs+有有 个？个？（4）每个

12、）每个Cl-周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Cl-有有 个？个？活动探究活动探究 二二2021/8/9星期一21CsClCsCl的晶体结构及晶胞构示意图的晶体结构及晶胞构示意图CsCl晶体中：晶体中：（1）每个）每个Cs+周围最近且距周围最近且距 离相等的离相等的Cl-有有 个？个？8 8（2）每个）每个Cl-周围最近且距离周围最近且距离 相等的相等的Cs+有有 个？个？8 8 活动探究活动探究 二二ClCs配位数配位数配位数配位数2021/8/9星期一22ClCsCsCl晶体中：晶体中：（3）每个）每个Cs+周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Cs+有有 个？个？6 6 活动探究

13、活动探究 二二2021/8/9星期一23ClCs6 6CsCl晶体中：晶体中：（4）每个）每个Cl-周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Cl-有有 个？个？活动探究活动探究 二二2021/8/9星期一24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最近且距离最近且距离相等的异种相等的异种离子数离子数最近且距离最近且距离相等的同种相等的同种离子数离子数每个晶胞含每个晶胞含有离子数有离子数NaCl型型ABCsCl型型Na+：6Cl-：6Na+：Cl-：Na+：Cl-：6644Na+：Cl-：1212Cs+：Cl-：88Cs+：Cl-：Cl-：8811Cs+：Cs+：

14、Cl-：66小小 结结三、常见离子晶体结构三、常见离子晶体结构2021/8/9星期一25 迁移迁移.应用应用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最近且距离最近且距离相等的异种相等的异种离子数离子数 配位数配位数每个晶胞含有每个晶胞含有离子数离子数ZnS型型Zn2+：S2-：44Zn2+：S2-：Zn2+：S2-：4444AB晶胞的晶胞的1/8ZnZn2+2+S S2-2-2021/8/9星期一261 1、下面有关离子晶体的叙述中、下面有关离子晶体的叙述中，不正确的是，不正确的是 （）A A1mol1mol氯化钠晶体含有氯化钠晶体含有N NA A个晶胞个晶胞B B氯化钠晶

15、体中，每个氯化钠晶体中，每个NaNa+周围距离相等周围距离相等且最且最 近近的的ClCl-共有共有6 6个个C C氯化铯晶体中，每个氯化铯晶体中，每个CSCS+周围紧邻周围紧邻8 8个个ClCl-D D平均每个平均每个NaClNaCl晶胞中有晶胞中有4 4个个NaNa+、4 4个个ClCl-A A 练练 习习2021/8/9星期一27 练练 习习2 2、下图是从、下图是从NaClNaCl或或CsClCsCl晶体结构图中分割出来的部分结晶体结构图中分割出来的部分结构图构图,其中属于从其中属于从NaClNaCl晶体中分割出来的结构图是晶体中分割出来的结构图是()()A.A.图图(1)(1)和图和图

16、(3)B.(3)B.图图(2)(2)和图和图(3)(3)C.C.图图(1)(1)和图和图(4)D.(4)D.只有图只有图(4)(4)C C2021/8/9星期一283 3、若若已已知知NaClNaCl的的摩摩尔尔质质量量为为 M M g/molg/mol晶晶胞胞的的边边长长为为a a cmcm，设设阿阿伏伏加加德德常常数数为为N NA A，则则NaClNaCl晶晶体的密度为体的密度为:_g/cm:_g/cm3 3。晶胞法：晶胞法：a 练练 习习4Ma3NA =mV立方晶胞的体积为立方晶胞的体积为a32021/8/9星期一292021/8/9星期一30【2015新课标II卷理综化学】37化学-选

17、修3：物质结构与性质（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数，a0.566nm，F的化学式为：晶胞中A原子的配位数为；列式计算晶体F的密度(g.cm-3)。练练 习习前面可推得前面可推得A A为氧为氧 B B为钠为钠2021/8/9星期一31【2015新课标II卷理综化学】37化学-选修3：物质结构与性质（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数，a0.566nm，F的化学式为：晶胞中A原子的配位数为；列式计算晶体F的密度(g.cm-3)。练练 习习A A为氧为氧 B B为钠为钠2021/8/9星期一325 5、某化合物的晶胞结构如下图所示，则该化合物的化学、

18、某化合物的晶胞结构如下图所示，则该化合物的化学式是式是_，N原子的配位数是原子的配位数是_若相邻若相邻N原子和原子和Cu原子间的距离为原子间的距离为a cma cm，阿伏伽德罗常数为，阿伏伽德罗常数为N NA A，则该晶，则该晶体的密度为体的密度为_g/cmg/cm3 3（用含（用含a a、N NA A的符号表示）。的符号表示）。NCuCu3N；6；练练 习习2021/8/9星期一33科学视野科学视野 学习离子晶体不仅因为离子晶体学习离子晶体不仅因为离子晶体是常见晶体，还因为它在生产生活中是常见晶体，还因为它在生产生活中有重要的应用。有重要的应用。2021/8/9星期一34小结 离子晶体离子晶体NaCl型CsCl型ZnS型一、概念一、概念三、常见离子晶体结构特征三、常见离子晶体结构特征二、立方晶胞中微粒的计算二、立方晶胞中微粒的计算四、晶胞密度等相关的计算四、晶胞密度等相关的计算2021/8/9星期一35n1、名校学案n2、研究性学习：为什么NaCl、CsCl、ZnS晶体都是晶体都是AB型的离子晶体，但他们的晶体结构却型的离子晶体，但他们的晶体结构却不相同？不相同？作作 业业2021/8/9星期一36