新人教化学选修3第3章第4节离子晶体.pdf
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1、.精选文档 第四节 离子晶体 一、离子晶体 1离子晶体中阴、阳离子交替出现,层与层之间如果滑动,同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定,所以离子晶体无延展性。2离子晶体不导电,但在熔融状态或水溶液中能导电。3离子晶体难溶于非极性溶剂而易溶于极性溶剂。4 离子晶体的熔、沸点取决于构成晶体的阴、阳离子间离子键的强弱,而离子键的强弱,又可用离子半径衡量,通常情况下,同种类型的离子晶体,离子半径越小,离子键越强,熔、沸点越高。5离子晶体中不一定含有金属阳离子,如 NH4Cl 为离子晶体,不含有金属阳离子,但一定含有阴离子。6几种晶体的比较 晶体类型 金属晶体 离子晶体 分子晶体 原子晶体 基本微粒 金属阳
2、离子、自由电子 阴离子、阳离子 分子 原子 物质类别 金属单质 离子化合物 多数的非金属单质和共价化合物 金刚石、碳化硅(SiC)、晶体硅、二氧化硅等少数的非金属单质和共价化合物 物理性质 硬度和密 度较大,熔、沸点 较高,有 延展性,有光泽 硬度和密度较 大,熔、沸 点较高 硬 度 和 密 度 较小,熔、沸点较低 硬度和密度大,熔、沸点高 决定熔、沸点高 低的 因素 金属键强弱 离子键强弱(或 晶格能大小)范德华力(或氢键)的强弱 共价键的强弱 导电性 固态就可导电 熔融或溶于 水能导电 某些溶于水能导电 均不导电 7.通常情况下各种晶体熔、沸点高低顺序为原子晶体离子晶体分子晶体,金属晶体熔
3、、沸点有的很高,有的很低。但也有些离子晶体的熔、沸点比原子晶体高,如 MgO 的熔、沸点比 SiO2的高。二、晶格能 1晶格能的影响因素 离子电荷数越大,核间距越小,晶格能越大。2岩浆晶出规则的影响因素.精选文档(1)晶格能(主要):晶格能越大,越早析出晶体。(2)浓度:越早达到饱和,越易析出。在医院施行外科手术时,常用 HgCl2的稀溶液作为手术刀的消毒剂。已知 HgCl2有如下性质:HgCl2晶体熔点较低;HgCl2在熔融状态下不能导电;HgCl2在水溶液中可发生微弱的电离。下列关于 HgCl2的叙述正确的是()AHgCl2属于共价化合物 BHgCl2属于离子化合物 CHgCl2属于非电解
4、质 DHgCl2属于强电解质 解析 分子晶体一般熔、沸点较低,熔化后不能导电,符合共价化合物的特点,溶于水后可微弱电离则说明是弱电解质。答案 A 此类习题主要考查不同类型晶体的物理性质的特点。正确解答这类习题,要全面比较并记忆四种类型晶体的物理性质各个方面的异同点。离子晶体熔点的高低决定于阴、阴离子之间的距离、晶格能的大小,据所学知识判断 KCl、NaCl、CaO、BaO 四种晶体熔点的高低顺序是()AKClNaClBaOCaO BNaClKClCaOBaO CCaOBaOKClNaCl DCaOBaONaClKCl 解析 对于离子晶体来说,离子所带电荷数越多,阴、阳离子核间距离越小,晶格能越
5、大,离子键越强,熔点越高。阳离子半径大小顺序为:Ba2KCa2Na;阴离子半径:ClO2,比较可得只有 D 项是正确的。答案 D NaCl 晶体模型如下图所示,在 NaCl 晶体中,每个 Na周围同时吸引_个 Cl,每个 Cl周围也同时吸引着_个 Na;在 NaCl 晶胞中含有_个 Na、_个 Cl,晶体中每个 Na周围与它距离最近且相等的 Na共有_个。解析 在氯化钠晶体中,一个 Na位于晶胞的中心,12 个 Na分别位于晶胞的 12 条棱上,则属于该晶胞的 Na相当于 3 个(14123,棱边上的每个 Na同时被 4 个晶胞共用,属于该晶胞的 Na仅占14),因此一个晶胞中共含有 4 个
6、Na;8 个 Cl分别位于晶胞的 8 个顶点上,则属于该晶胞的 Cl相当于 1 个(1881,顶点上的每个 Cl同时被 8 个晶胞共用,属于该晶胞的 Cl仅占18),6 个 Cl分别位于晶胞的 6 个面心上,则属于该晶胞的 Cl相当于 3 个(.精选文档 1263,面心上的每个 Cl同时被 2 个晶胞共用,属于该晶胞的 Cl仅占12),所以一个晶胞中共含有 4 个 Cl。可见 NaCl 晶体中 Na、Cl的个数比为 11。图中位于晶胞中心的Na实际上共有 3 个平面通过它,通过中心 Na的每个平面都有 4 个 Na位于平面的四角,这 4 个 Na与中心 Na距离最近且距离相等。所以在 NaCl
7、 晶体中,每个 Na周围与它距离最近且距离相等的 Na共有 12 个,按相似的方法可推出每个 Cl周围与它最近且距离相等的Cl也共有 12 个。答案 6 6 4 4 12 充分理解分摊法并熟练应用是计算晶胞中微粒数目的关键,同时也应具备一定的空间想象能力。1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。CsCl、NaCl 的阳离子和阴离子的比例都是 11,同属 AB 型离子晶体。参考课本图 327、图 328,数一数这两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数,它们是否相等?NaCl 和 CsCl 晶体中的阴、阳离子的配位数 离子晶体 阴离子的配位数 阳离子的配
8、位数 NaCl CsCl 提示 NaCl 中,Na和 Cl的配位数均为 6,在 CsCl 中,Cs和 Cl的配位数均为 8。由此可见,两种离子晶体中阳离子的配位数等于阴离子的配位数,但就两种晶体而言,它们离子的配位数是不相等的。显而易见,NaCl 和 CsCl 是两种不同类型的晶体结构。2 你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数?利用下表的数据进行计算,把计算结果填入下表,可能有助于你推测为什么 NaCl、CsCl 晶体中离子的配位数不同。几种离子的离子半径 离子 Na Cs Cl 离子半径/pm 95 169 181 NaCl、CsCl 中的正、负离子的半径比和配位数 NaCl CsC
9、l r/r0.524 r/r0.934 C.N.6 C.N.8 提示 由以上可见,正负离子半径比是决定离子的配位数的重要因素。氯化钠、氯化铯晶体中,正负离子的半径比是不同的,配位数也不同,它们是两种不同类型的晶体。1B 2.C 3.D 4NaCl 和 CsCl 的化学式可以用同一通式(AB 型)表示,但晶体结构却不相同,原因是确定晶体结构的因素与晶体中正负离子的半径比有关。NaCl 晶体中,正负离子的半径比r/r0.524,CsCl 晶体中,正负离子的半径比r/r0.934,由于r/r值不同,因而晶体中离子的配位数不同,导致晶体结构不同。.精选文档 6略 7食盐和石英属于不同的晶体类型。石英属
10、于原子晶体,而原子晶体的硬度与共价键的键能有关;食盐属于离子晶体,而离子晶体的硬度与离子晶体的晶格能的大小有关。8由数据知 Na、Mg2、Al3的晶格能逐渐增大,这是因为晶格能与离子所带的电荷数成正比,而与离子半径的大小成反比。Na、Mg2、Al3所带电荷数依次增多,离子半径依次减小,因而晶格能逐渐增大。1离子晶体中一定不会存在的相互作用是()A离子键 B极性键 C非极性键 D范德华力 答案 D 解析 离子化合物中一定含有离子键,也可能含有共价键,主要是 OH和含氧酸根中的极性共价键,还有 O22中的非极性共价键;只有分子晶体中才含有范德华力,离子晶体中一定不会有范德华力。因此选 D 项。2下
11、列说法错误的是()A非金属元素的两原子之间不可能形成离子键 B离子化合物不可能全部由非金属元素组成 C含有非极性键的分子不一定是共价化合物 D离子化合物中一定含有离子键 答案 B 解析 离子化合物是阴、阳离子通过离子键形成的一类化合物。非金属元素的电负性差别不大,所以两个非金属元素的原子之间可以形成共价键但不会形成离子键,但是,离子化合物却可以全部由非金属元素组成,例如铵盐。含有非极性键的分子可能是非金属单质,如氢气、氧气、氮气,也可以是共价化合物,如 H2O2中的 OO,还可能是离子化合物,如Na2O2中的 OO。3下列不属于影响离子晶体结构的因素的是()A晶体中正、负离子的半径比 B离子晶
12、体的晶格能 C晶体中正、负离子的电荷比 D离子键的纯粹程度 答案 B 解析 影响离子晶体结构的因素是几何因素(即晶体中正、负离子的半径比)、电荷因素、键性因素(即离子键的纯粹程度),晶格能的大小是最能反映离子晶体稳定性的数据,而不是影响离子晶体结构的因素。所以,只有 B 选项符合题意。4下列物质中,属于含有极性共价键的离子晶体的是()ACsCl BKOH CH2O DNa2O2 答案 B 解析 水是共价化合物,形成的晶体是分子晶体。CsCl、KOH、Na2O2都是离子晶体,但是 CsCl 中只有离子键;KOH 由 K和 OH组成,OH存在极性共价键;Na2O2存在的是非极性共价键 OO,B 项
13、符合题意。.精选文档 5为了确定 SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物,可以进行下列实验,其中合理、可靠的是()A观察常温下的状态,SbCl5是苍黄色液体,SnCl4为无色液体。结论:SbCl5和 SnCl4都是离子化合物 B测定 SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为 73.5、2.8、33。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物 C将 SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中,滴入 HNO3酸化的 AgNO3溶液,产生白色沉淀。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物 D测定 SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性,发现
14、它们都可以导电。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物 答案 B 解析 离子化合物一般熔、沸点较高,熔化后可导电;分子晶体溶于水后也可发生电离而导电,如 HCl 等,同样也可电离产生 Cl,能与 HNO3酸化的 AgNO3溶液反应,产生白色沉淀,故 A、C、D 都不可靠。6下列关于金属晶体和离子晶体的说法中错误的是()A都可采取“紧密堆积”结构 B都含离子 C一般具有较高的熔点和沸点 D都能导电 答案 D 解析 金属晶体和离子晶体都可采取紧密堆积,离子晶体的熔、沸点较高,金属晶体的熔、沸点虽然有较大的差异,但是大多数的熔、沸点还是比较高的,所以,A、C 两选项的叙述是正确的;金
15、属晶体由金属阳离子和自由电子组成,离子晶体由阳离子和阴离子组成,所以二者都含有离子,因此 B 选项也是正确的;金属晶体中有自由电子,可以在外加电场的作用下定向移动,而离子晶体的阴、阳离子不能自由移动,因此不具有导电性,所以应该选择 D 选项。7下列说法中一定正确的是()A固态时能导电的物质一定是金属晶体 B熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体 C水溶液能导电的晶体一定是离子晶体 D固态不导电而熔融态导电的晶体一定是离子晶体 答案 D 解析 四种晶体在不同状态下的导电性区别如下:分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体 固态 不导电 不导电 可导电 不导电 熔融状态 不导电 不导电 可导电 可导电
16、水溶液 有的可导电 不溶于水 不溶于水 可导电 对于 A 项,固态时能导电的物质可能是石墨,而它是一种混合晶体。8判断下列有关化学基本概念的依据正确的是()A氧化还原反应:元素化合价是否变化 B共价化合物:是否含有共价键 C强弱电解质:溶液的导电能力大小 D金属晶体:晶体是否能够导电 答案 A 解析 本题是一道基本概念的判断题。氧化还原反应的特征是元素化合价变化,A 项正确;含有共价键的化合物不一定是共价化合物,如 NaOH 含有共价键,但是离子化合物;强弱电解质,是根据溶于水后是否完全电离,不是根据溶液的导电能力,溶液的导电能力主要.精选文档 由离子浓度的大小决定;导电的晶体不一定是金属,如
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- 新人 教化 选修 离子 晶体
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