離子晶體課件

第四節(jié)離子晶體,學(xué)習(xí)目標(biāo)：,1.了解離子晶體的結(jié)構(gòu)模型及其性質(zhì)的一般特點(diǎn)；,2.了解離子晶體配位數(shù)及其影響因素；,知識(shí)回顧：離子鍵,2.成鍵的微粒：陰,陽(yáng)離子。,3.成鍵的本質(zhì):陰陽(yáng)離子間的靜電作用。,4.成鍵的條件:活潑金屬元素的原子和活潑的非金屬元素的原子。,1.定義:使陰、陽(yáng)離子結(jié)合成離子化合物的靜電作用。,1.活潑的金屬元素(IA,IIA)和活潑的非金屬元素(VIA、VIIA）形成的化合物。,2.活潑的金屬元素和酸根離子（或氫氧根離子）形成的化合物。,5.常見(jiàn)的離子化合物,4.從物質(zhì)類別的角度來(lái)說(shuō),離子化合物通常包括強(qiáng)堿、大多數(shù)鹽和活潑金屬氧化物。,3.銨根和酸根離子（或活潑非金屬元素離子）形成的鹽。,氯化鈉的形成過(guò)程：,6.離子鍵的特征,沒(méi)有方向性:陰陽(yáng)離子是球形對(duì)稱的,電荷的分布也是球形對(duì)稱的,它們?cè)诳臻g各個(gè)方向上的靜電作用相同,都可以和帶不同電荷的離子發(fā)生作用。沒(méi)有飽和性:在靜電作用能達(dá)到的范圍內(nèi),只要空間條件允許,一個(gè)離子可以多個(gè)離子發(fā)生作用。,重晶石BaSO4,瑩石CaF2,膽礬CuSO45H2O,明礬KAl(SO4)212H2O,1.定義:由陽(yáng)離子和陰離子通過(guò)離子鍵結(jié)合而成的晶體。,2.成鍵粒子:陰、陽(yáng)離子。,3.相互作用力：離子鍵。,一.離子晶體,4.常見(jiàn)的離子晶體:強(qiáng)堿,活潑金屬氧化物,大部分的鹽類。,判斷正誤：1.離子晶體一定是離子化合物。2.含有離子的晶體一定是離子晶體。3.離子晶體中只含離子鍵。4.離子晶體中一定含金屬陽(yáng)離子。5.由金屬元素與非金屬元素組成的晶體一定是離子晶體。,NaCl和CsCl晶胞,配位數(shù):離子晶體中,一個(gè)離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目?？s寫為C.N.。,每個(gè)Cl-周圍與之最接近且距離相等的Na+共有個(gè)。,6,這幾個(gè)Na+在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為。,正八面體,NaCl晶體中離子的配位數(shù),每個(gè)晶胞含鈉離子,氯離子數(shù)？,(1)NaCl晶體中每個(gè)Na+周圍最近且等距離的Cl-有個(gè)，每個(gè)Cl-周圍最近且等距離的Na+有個(gè)；在每個(gè)Na+周圍最近且等距離的Na+有個(gè)，在每個(gè)Cl-周圍最近等距離的Cl-有個(gè)。Na+和Cl-的配位數(shù)分別為、。一個(gè)NaCl晶胞中含個(gè)Na+和個(gè)Cl-。NaCl晶體中NaCl分子，化學(xué)式NaCl表示。,6,6,12,4,4,6,無(wú),12,6,Na+和Cl-的最簡(jiǎn)個(gè)數(shù)比,CsCl晶體中離子的配位數(shù),(1)每個(gè)晶胞含銫離子、氯離子的個(gè)數(shù)？,（2）在氯化銫晶體中,每個(gè)Cs+周圍與之最接近且距離相等的Cl-共有；這幾個(gè)Cl-在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為。,(3)在每個(gè)Cl-周圍距離相等且最近的Cs+共有;這幾個(gè)Cs在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型。,8,立方體,8,立方體,(2)CsCl晶體每個(gè)Cs+周圍最近且等距離的Cl-有個(gè),每個(gè)Cl-周圍最近且等距離的Cs+有個(gè),在每個(gè)Cs+周圍最近且等距離的Cs+有個(gè),在每個(gè)Cl-周圍最近等距離的Cl-有個(gè)，一個(gè)CsCl晶胞中含個(gè)Cs+和個(gè)Cl-。Cs+和Cl-的配位數(shù)分別為、。,8,8,6,6,1,1,8,8,CaF2晶胞,Ca2+的配位數(shù)：,F-的配位數(shù)：,一個(gè)CaF2晶胞中含:個(gè)Ca2+和個(gè)F-,8,4,4,8,(3)CaF2晶體每個(gè)Ca2+周圍最近且等距離的F-有個(gè)，每個(gè)F-周圍最近且等距離的Ca2+有個(gè)；在每個(gè)Ca2+周圍最近且等距離的Ca2+有個(gè)，在每個(gè)F-周圍最近等距離的F-有個(gè)。一個(gè)CaF2晶胞中含個(gè)Ca2+和個(gè)F-；Ca2+和F-的配位數(shù)分別為、。,8,4,12,6,4,8,8,4,(4)ZnS型晶胞,2.陽(yáng)離子的配位數(shù)：陰離子的配位數(shù)：,1.一個(gè)ZnS晶胞中含：個(gè)陽(yáng)離子和個(gè)陰離子,4,4,4,4,2.決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素,幾何因素晶體中正負(fù)離子的半徑比電荷因素晶體中正負(fù)離子的電荷比鍵性因素離子鍵的純粹程度。,幾何因素,配位數(shù)與r+/r-之比相關(guān)：0.225-0.4144配位0.414-0.7326配位0.732-1.0008配位,返回,(2)硬度較大，難于壓縮。,3.離子晶體物理性質(zhì)的特點(diǎn)：,(1)熔沸點(diǎn)較高,難揮發(fā)。,(3)一般易溶于水,而難溶于非極性溶劑。,(4)固態(tài)不導(dǎo)電,水溶液或者熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電。,學(xué)習(xí)目標(biāo)：,1.了解晶格能的定義和應(yīng)用；,2.知道晶格能的大小可以衡量離子晶體中離子鍵的強(qiáng)弱；,為什么NaCl的熔沸點(diǎn)比CsCl高？,交流與討論,結(jié)論:對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，陰、陽(yáng)離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，離子鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)較高，晶體越穩(wěn)定。,二.晶格能,1.定義：氣態(tài)離子形成1摩離子晶體時(shí)釋放的能量，通常取正值。如下表：,某些離子晶體的晶格能/（KJ/mol）,仔細(xì)閱讀表38，分析晶格能的大小與離子晶體的熔點(diǎn)有什么關(guān)系？離子晶體的晶格能與哪些因素有關(guān)？,2、影響晶格能大小因素：,離子晶體中陰陽(yáng)離子半徑越小，所帶電荷越多，離子鍵越強(qiáng)，晶格能越大。,(2)巖漿晶出規(guī)則與晶格能的關(guān)系,3.晶格能的應(yīng)用：,(1)晶格能越大，離子晶體越穩(wěn)定，離子晶體的熔沸點(diǎn)越高，硬度越大。,晶格能高的晶體熔點(diǎn)較高，更容易在巖漿冷卻過(guò)程中冷卻下來(lái)，從而先結(jié)晶。,1、若晶體類型不同，一般情況下：原子晶體離子晶體分子晶體。,【總結(jié)】,物質(zhì)的熔點(diǎn)與晶體類型的關(guān)系,2,若晶體類型相同,則有:,離子晶體中，結(jié)構(gòu)相似時(shí)，離子半徑越小，離子電荷越高，晶格能越大，離子鍵就越強(qiáng)，熔點(diǎn)就越高。,原子晶體中,結(jié)構(gòu)相似時(shí),原子半徑越小,共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)越短,鍵能越大,熔點(diǎn)越高。,分子晶體中(不含氫鍵時(shí)),分子組成和結(jié)構(gòu)相似時(shí),相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力就越強(qiáng),熔點(diǎn)就越高。,金屬晶體中，離子半徑越小，離子電荷越高，金屬鍵就越強(qiáng)，熔點(diǎn)就越高。合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)低。,練習(xí)1:下列物質(zhì)的晶體,按其熔點(diǎn)由低到高的排列順序正確的是（）A.NaCl、SiO2、CO2B.NaCl、CO2、SiO2C.NaCl、MgO、SiO2D.NaCl、SiO2、MgO,D,2.下列物質(zhì)中，化學(xué)式能準(zhǔn)確表示該物質(zhì)分子組成的是()A.NH4ClB.SiO2C.P4D.Na2SO4,C,3.幾種離子的半徑如下表所示：,A.LaF3B.MgF2C.BeF2D.KF,下列各離子晶體中陽(yáng)離子配位數(shù)與氯化鈉中鈉離子配位數(shù)相同的是(),B,4.溴化鈉、氯化鈉和氧化鎂等離子晶體的核間距和晶格能(部分)如下表所示。,NaBrNaClMgO離子的核間距/pm290276205晶格能/kJmo17873890,(1)溴化鈉晶體比氯化鈉晶體晶格能_(填”大”或“小”)，主要原因_。,(2)氧化鎂晶體比氯化鈉晶體晶格能大，主要原因_,小,NaBr比NaCl的核間距大,氧化鎂晶體中的陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)