选修三教学学案3-4-2　晶格能.docx

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1、第二课时晶格能学习目标：了解晶体的晶格能，知道晶格能的大小可以衡量离子 晶体中离子键的强弱，掌握离子键的强弱与离子半径以及离子所带的 电荷的关系。课刖自主预刁Keqianzizhuyuxi教材为本梳理新知知识回顾1 .离子晶体的概念：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的 晶体。2 .决定离子晶体结构的因素有哪些？答：几何因素、电荷因素、键性因素。3.离子晶体的性质硬度较大,难于压缩；(2)熔、沸点较高,难挥发；(3)不导电，但是在熔融态或水溶液中可导电。要点梳理晶格能概念离子晶体的晶格能是指气态离子形成l_mol离子晶体释放的能 量，能量取正值。离子晶体的晶格能是最能反映离子晶体稳定性的数 据

2、。胞结构示意图如图所示，请改正图中错误：(3)Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表:氟化物NaFMgFzSiF4熔点/K12661534183解释表中氟化物熔点差异的原因:解析(1)钠、钾、钙等都是比镁活泼的金属，它们的氯化物在 熔融盐中的电离大于氯化镁，所以其作用除了可变成混合物而降低熔 点外，还能够增大熔融盐中的离子浓度，增强导电性。(2)因为氧化 镁与氧化钠的晶胞相似，所以在晶体中每个Mg2+周围应该有6个。2 ，每个。2一周围应该有6个M+,根据此规则可得应该改为黑色。(3)物质的熔点与其晶体的类型有关，如果形成的是分子晶体，则其 熔点较低，而如果形成的是离子晶体，则其

3、熔点较高，在离子晶体中， 离子半径越小，电荷数越多，则形成的离子键越强，所得物质的熔、 沸点越高。三种物质中，氟化钠和氯化镁是离子晶体，而氟化硅是分 子晶体。答案(1)增大熔融盐中的离子浓度，从而增强熔融盐的导电性(2)应为黑色(3)NaF与MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2 的熔点远比SiF4的高，又因为Mg2+的半径小于Na+的半径，且Mg? 十的电荷数大于Na+的电荷数，所以MgFz的离子键强度大于NaF的 离子键强度，故MgFz的熔点高于NaF的熔点(2)影响因素离子带电荷越多，晶格能越大，离子半径越大，晶格能越小。(3)晶格能对离子晶体性质的影响晶格能越大,

4、形成的离子晶体越稳定,而且熔点越高,硬度越大。知识点晶格能度精研教材L研教林柳基础1 .概念离子晶体的晶格能的定义是气态离子形成1离子晶体释放的能量，通常取正值。下表给出了某些离子晶体的晶格能数据。某些离子晶体的晶格能/kJmo厂1晶格能可用来判断离子键的强弱，晶格能越大，晶格越稳定,破 坏其晶格时消耗的能量也越大,表示离子键越强,则离子晶体越稳定。XFcrBr-rLi+1036853807757Na+923786747704k+821715682649Rb+785689660630Cs+7406596316042 .影响晶格能大小的因素影响晶格能大小的因素主要是离子所带的电荷和阴、阳离子间的

5、 距离。晶格能与阴、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，可用下式表示：晶格能8号离子所带电荷越高，核间距越小,晶格能就越大。而离子的核间 距与离子的半径大小有关，阳离子或阴离子半径越小，离子的核间距 就越小，则晶格能就越大。如，比较MgO晶体和NaCl晶体的晶格能大小。Mg2+和-都 是二价离子，而Na+和C1 一都是一价离子；11妙+半径小于Na+, O2- 半径小于故Mg2+和。2一的核间距小于Na+和C的核间距，所 以MgO晶体的晶格能大于NaCl晶体的晶格能。除此之外，影响晶格能的因素还有离子晶体的结构型式。如， NaCl晶体中，每个Na+周围有6个CP,稍远一点

6、，又有12个Na+, 再远一点还有8个CF而带异性电荷的离子之间存在着相互吸引 作用，带同性电荷的离子之间却存在着相互排斥作用。因而具有不同 结构型式的晶体的晶格能也不相同。3 .晶格能与离子晶体性质的关系因为晶格能的大小标志着离子晶体裂解成气态阴、阳离子的难易 程度，反映着离子晶体中离子键的强度，故它与离子晶体的性质有着 密切联系。对于相同类型的离子晶体，晶格能越大，离子键越强,熔沸点越 高，硬度越大。几种离子晶体的晶格能和熔点、硬度数据如下表。AB型离子晶格能/熔点摩氏硬离子晶体电荷数kJ-mol-1l度NaF19239933.2NaCl17868012.5NaBr17477472.5Na

7、i1704661CaO,熔、沸点MgOCaO, 硬度 MgOCaOo1 .晶格能是最能反映离子稳定性的数据。晶格能越大，离子键越强，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。2 .晶格能与岩浆晶出规则：矿物从岩浆中先后结晶的规律被称 为岩浆晶出规则；岩浆晶出的次序受晶格能的影响，晶格能越大，岩 浆中的矿物越易结晶析出。1| = 1 .离子晶体溟化钠、氯化钠和氧化镁的核间距和晶格能(部分) 如下表所示。NaBrNaClMgO离子的核间距/pm290276205晶格能/kJmo7863791(1)淡化钠晶体比氯化钠晶体晶格能(填“大”或“小”),主要原因是 O(2)氧化镁晶体比氯化钠晶体晶格能

8、大，主要原因是o(3)淡化钠、氯化钠和氧化镁晶体中，硬度最大的是o工业制取单质镁时，往往电解的是氯化镁而不是氧化镁，主要原因是解析1离子半径越小，晶格能越大，核间距NaBrNaCl, 故晶格能NaCANaBr。(2)离子所带电荷越多，晶格能越大，MgO中 阴、阳离子所带电荷多，且 r(O2)5C)vr(Br-), r(Mg2+)NaClo (3)晶格能大的物质，熔点高，硬度大，三 种物质中硬度最大的为MgO； MgO的熔点高，电解时要消耗大量的 电能。答案(1)小 NaBr比NaCl中离子的核间距大氧化镁晶体中的阴、阳离子的电荷数绝对值大，并且离子的 核间距小(3)氧化镁氧化镁晶体比氯化镁晶体

9、晶格能大，熔点高，电解 时消耗电能大2 .下列热化学方程式中，能直接表示出氯化钠晶格能的是()A . Na+(g)+CF(g)=NaCl(s) AHB. Na(s)+1ci2(g)=NaCl(s) AHiC. Na(s)=Na(g) AH2D. Na(g)e-=Na+(g) AH3E.|ci2(g)=Cl(g) A%F. Cl(g)+e-=Cr(g) AN写出AHi与AH、A“2、A%、AW4 A“5之间的关系式。解析1 AW为焙变，与过程无关，只与反应物、生成物的总能 量有关。1 mol气态钠离子和1 mol气态氯离子结合生成1 mol氯化钠晶 体时所释放的能量为氯化钠晶体的晶格能，按此定义

10、，A项中的热化 学方程式能表示氯化钠晶体的晶格能。B项表示由固体金属钠和氯气 生成氯化钠晶体的热效应，其反应过程可分解为 Na(s)Na(g)Na+(g)； lci2(g)CKg)CF(g)； Na+(g)+Cl (g)-NaCl(s)；各步的反应热和等于总反应的反应热，即AM = AH+ A“2 + A“3 + AH4 + A5。答案a AHi = AH+AH2+AH3+A“4+AH5可借助库仑定律夕=安来比较晶格能的大小：晶格能与离子晶 体中阴、阳离子所带电荷数的乘积成正比，与阴、阳离子核间距离的 平方成反比，即1/8竿。q(离子电荷)越大，r(离子核间距)越小， 则(7(晶格能)越大，离

11、子键越强，物质的熔点越高。例如，MgO和 NaCl比较，M/+和。2一所带电荷数均比Na+、C多，且*Mg2+)V “Na+)、r(O2)NaClBaOCaOB. NaClKClCaOBaOC. CaOBaOKClNaClD. CaOBaONaCIKCl解析对于离子晶体来说，离子所带电荷数越多，阴、阳离子 间的核间距离越小，晶格能越大，离子键越强，熔点越高，阳离子半 径大小顺序为：Ba2+K+Ca2+Na+；阴离子半径：CFO2,比较 可得只有D项是正确的。答案D3 .氧化钙在2973 K时熔化，而氯化钠在1074 K时熔化，两者 的离子间距离和晶体结构都类似,有关它们熔点差别较大的原因叙述 不正确的是()A.氧化钙晶体比氯化钠晶体中阴、阳离子所带的电荷数多B.氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大C.氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同D.在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，晶格能主要 由阴、阳离子所带电荷的多少决定答案C4 .镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水 中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。(1)以MgCL为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl KC1或CaCL等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有已知MgO的晶体结构属于NaCI型。某同学画出的MgO晶