选修3《物质结构和性质》第三单元第四节《离子晶体》ppt课件.ppt

《选修3《物质结构和性质》第三单元第四节《离子晶体》ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《选修3《物质结构和性质》第三单元第四节《离子晶体》ppt课件.ppt（19页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、一、离子晶体一、离子晶体1、概念：、概念：阳离子和阴离子间通过离子键结合而成的晶体阳离子和阴离子间通过离子键结合而成的晶体2、微粒：、微粒：阳离子和阴离子阳离子和阴离子3、特点：、特点：无单个分子存在。无单个分子存在。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。水溶液或者熔融状态下能导电。水溶液或者熔融状态下能导电。4、物质：、物质：强碱、部分金属氧化物、部分盐类。强碱、部分金属氧化物、部分盐类。5、常见离子晶体介绍：、常见离子晶体介绍：在离子晶体中每个阳（或阴）离子所接触的在离子晶体中每个阳（或阴）离子所接触的阴（或阳）离子总数，称为阳（或阴）离子的阴（或阳）离子

2、总数，称为阳（或阴）离子的配位数。配位数。阴阳离子配位数（阴阳离子配位数（C.N.）（1）NaCl晶体晶体NaCl晶体结构示意图：晶体结构示意图：Na+Cl-半径比规则当配位数为6，正负离子完全紧靠时(ac)2(ab)2+(bc)2(4r-)22(2r+2r-)22 r-r+r-2 10.414r+r-当0.414时，正负离子接触，负离子分离。这种构型应当稳定，但当增大到0.732时，正离子就可以与八个负离子接触，形成更稳定的八配体结构。bacc（2）CsCl晶体晶体（3）CaF2晶体晶体(4)立方立方ZnS综合综合计算计算 例：例：（9999年全国高考题）中学教材图示了氯化钠的年全国高考题）

3、中学教材图示了氯化钠的 晶体结构晶体结构，它向三维空间伸得到完美的晶体，它向三维空间伸得到完美的晶体。NiONiO（氧化镍）晶体的结构与氯化钠相同（氧化镍）晶体的结构与氯化钠相同，NiNi2+2+与最近距与最近距离的离的O O2-2-为为a a 10 10-8-8cmcm，计算晶体计算晶体的密度。的密度。(NiO(NiO的摩尔的摩尔质量为质量为74.7g/mol)74.7g/mol)Ni2+O2-我们可以选取最小的单元，我们可以选取最小的单元，这个单元中这个单元中Ni2+和和O2-的的其体积为（其体积为（a10-8cm）3，个数均为个数均为41/8=1/2，则则1mol氧化镍晶体其体积应为氧化

4、镍晶体其体积应为2NA（a10-8cm）3，质量为质量为74.7g，故氧化镍晶体的密度为故氧化镍晶体的密度为一个离子周围异电性离子的个数受离子半径比一个离子周围异电性离子的个数受离子半径比等因素制约，离子半径越大，周围可容纳的异电性等因素制约，离子半径越大，周围可容纳的异电性离子就越多。在理论上，只有当正负离子半径比处离子就越多。在理论上，只有当正负离子半径比处在一定范围内，才能在离子晶体中呈现某种稳定的在一定范围内，才能在离子晶体中呈现某种稳定的配位多面体。配位多面体。离子晶体中的稳定配位多面体的离子晶体中的稳定配位多面体的理论理论半径比半径比配位多面体配位多面体配位数配位数半径比半径比(r

5、+/r)范围范围平面三角形平面三角形30.155-0.225四面体四面体40.225-0.414八面体八面体60.414-0.732立方体立方体80.732-1.000立方八面体立方八面体121.000晶体类型晶体类型 离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体 组成晶体组成晶体 的微粒的微粒 组成晶体微粒组成晶体微粒间的相互作用间的相互作用 典型实例典型实例晶晶体体的的物物理理特特性性熔点熔点沸点沸点硬度硬度导电性导电性导热性导热性机械加机械加工性能工性能阴阳离子阴阳离子分分 子子原原 子子金属离子和金属离子和自由电子自由电子离子键离子键范德瓦耳斯力范德瓦耳斯力（有的有

6、氢键）（有的有氢键）共价键共价键NaCl、CsCl金刚石、金刚石、二氧化硅二氧化硅干冰、冰干冰、冰较较 高高低低高高硬度较大硬度较大硬度较小硬度较小硬度大硬度大固态不导电，固态不导电，熔融状态或水熔融状态或水溶液中导电溶液中导电固态和熔融状固态和熔融状态下不导电态下不导电一般导电性差一般导电性差 (有的导电有的导电)不不 良良不不 良良不不 良良金属键金属键金、银、金、银、铜、铁铜、铁相差幅度大相差幅度大好好好好不不 良良不不 良良不不 良良较较 好好相差幅度大相差幅度大离离子子晶晶体体中中离离子子间间的的化化学学作作用用力力并并不不限限于于一一对对正、负离子之间，而是遍及所有离子之间。正、负

7、离子之间，而是遍及所有离子之间。如如:氯氯化化钠钠晶晶体体，设设钠钠离离子子与与氯氯离离子子的的最最短短核核间间距距为为d，以以1个个钠钠离离子子为为中中心心,它它与与周周围围相相离离d的的6个个氯氯离离子子相相互互吸吸引引，与与相相离离2d的的12个个钠钠离离子子相相互互排排斥斥，又又与与相相距距3d的的8个个氯氯离离子子相相互互吸吸引引，整整个个离离子子晶晶体体中中离离子子之之间间的的静静电电作作用用力力是是所所有有这这些些离离子子的的静静电电吸吸引引力力和和排排斥斥力力的的总总和和，由由此此形形成成晶晶格格能。能。晶格能 晶格能晶格能(U U)是指将是指将1 1摩离子晶体里摩离子晶体里的

8、正负离子（克服晶体中的静电引力）的正负离子（克服晶体中的静电引力）完全气化而远离所需要吸收的能量完全气化而远离所需要吸收的能量（数符为数符为+）。）。例如：例如：NaCl(s)Na+(g)+Cl(g)U=786kJmol1某些离子晶体的晶格能以及晶体中的离子某些离子晶体的晶格能以及晶体中的离子电荷、核间距、晶体的熔点、硬度电荷、核间距、晶体的熔点、硬度AB型型离子晶体离子晶体最短核间最短核间距距ro/pm晶格能晶格能U/kJmol1熔点熔点m.p./oC摩氏摩氏硬度硬度NaF2319239933.2NaCl2827868012.5NaBr2987477472.5NaI3237046612.5M

9、gO210379128526.5CaO240340126144.5SrO257322324303.5BaO256305419183.3晶晶格格能能越越大大，表表明明离离子子晶晶体体中中的的离离子子键键越越稳稳定定。一一般般而而言言，晶晶格格能能越越高高，离离子子晶晶体体的的熔熔点点越越高高、硬硬度度越越大大。晶晶格格能能大大小小还还影影响响着着离离子子晶晶体体在在水水中中的的溶溶解度、溶解热等性质。解度、溶解热等性质。注注：离离子子晶晶体体在在水水中中的的溶溶解解度度与与溶溶解解热热不不但但与与晶晶体体中中离离子子克克服服晶晶格格能能进进入入水水中中吸吸收收的的能能量量有有关关，还还与与进进入入水水中中的的离离子子发发生生水水化化放放出出的的能能量量（水水化化热热）有关有关。