高中化學選修三34

1、第四節(jié)第四節(jié) 離子晶體離子晶體（離子化合物的固態(tài)形式）（離子化合物的固態(tài)形式）CaFCaF2 2的晶胞的晶胞金屬金屬晶體晶體分子分子晶體晶體原子原子晶體晶體思考并討論：思考并討論：氯化鈉晶體的構(gòu)成微粒是什么氯化鈉晶體的構(gòu)成微粒是什么?構(gòu)構(gòu)成晶體的微粒間的相互作用力是什么？成晶體的微粒間的相互作用力是什么？一、離子鍵一、離子鍵221rQQKF 隨堂練習隨堂練習:1、下列敘述錯誤的是（、下列敘述錯誤的是（ ） A、帶相反電荷離子之間的相互吸引稱為離子鍵、帶相反電荷離子之間的相互吸引稱為離子鍵 B、金屬元素與非金屬元素化合時，不一定形成、金屬元素與非金屬元素化合時，不一定形成 離子鍵離子鍵 C、某元

2、素的原子最外層只有、某元素的原子最外層只有1個電子個電子,它跟鹵素它跟鹵素相互結(jié)合時所形成的化學鍵不一定是離子鍵相互結(jié)合時所形成的化學鍵不一定是離子鍵 D、非金屬原子間不可能形成離子鍵、非金屬原子間不可能形成離子鍵A D2、下列有關離子化合物的說法正確的是、下列有關離子化合物的說法正確的是( ) A、離子化合物中一定含有金屬元素，含金屬、離子化合物中一定含有金屬元素，含金屬 元素的化合物一定是離子化合物元素的化合物一定是離子化合物 B、離子鍵只存在于離子化合物中，離子化合、離子鍵只存在于離子化合物中，離子化合物中一定含有離子鍵物中一定含有離子鍵 C、離子化合物中不可能含有共價鍵、離子化合物中不

3、可能含有共價鍵 D、離子化合物受熱熔化破壞化學鍵，吸收熱量，、離子化合物受熱熔化破壞化學鍵，吸收熱量， 屬于化學變化屬于化學變化B D 重晶石重晶石 BaSO4 瑩石瑩石 CaF2 膽礬膽礬 CuSO45H2O 明礬明礬 KAl(SO4)212H2O二、離子晶體二、離子晶體NaClNaCl晶體晶體NaNa+ +ClCl- -u有無單個分子存在有無單個分子存在?無無單個分子存在單個分子存在;NaCl不不表示分子式。表示分子式。Na+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+比 例 模

4、 型4 4、常見的離子晶體晶胞類型：、常見的離子晶體晶胞類型：（1）NaCl型晶胞型晶胞鈉離子和氯離子在晶胞中的位置？鈉離子和氯離子在晶胞中的位置？氯離子：體心和棱心氯離子：體心和棱心鈉離子：鈉離子：頂點頂點和和面心面心NaNa+ +ClCl- -交錯排列，或者反之交錯排列，或者反之Na+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+每個每個NaClNaCl晶胞含晶胞含NaNa+ +、ClCl- -的個數(shù)的個數(shù)? ?Na+:4216818Cl-:414112【離子晶體中離子的配位數(shù)離子

5、晶體中離子的配位數(shù)( (縮寫為縮寫為C.N.)C.N.)是是指指一個離子周圍一個離子周圍最鄰近最鄰近的的異電性離子異電性離子的數(shù)目的數(shù)目】Na+的配位數(shù)為：的配位數(shù)為：Cl-的配位數(shù)為：的配位數(shù)為：66NaClNaCl晶體中陰、陽離子配位數(shù)晶體中陰、陽離子配位數(shù)Na+Cl-315624154236晶體中，與晶體中，與距離最近的距離最近的共有共有 個。個。 -Cl- Na+NaClNaCl的晶體結(jié)構(gòu)模型的晶體結(jié)構(gòu)模型面心立方面心立方晶胞晶胞.每個每個Na+緊鄰緊鄰6個個Cl-，每個，每個Cl-緊鄰緊鄰6個個Na+，這，這6個離子構(gòu)成一個個離子構(gòu)成一個正八面體正八面體。每。每個個Na+與與12個個

6、Na+等距離緊鄰等距離緊鄰. 簡單立方結(jié)構(gòu)。簡單立方結(jié)構(gòu)。Na+和和Cl-交替占據(jù)立方體的頂交替占據(jù)立方體的頂點而向空間延伸點而向空間延伸 在晶體中，每個在晶體中，每個Na+同時著同時著6個個Cl-，每個，每個Cl-也也同時吸引著同時吸引著6個個Na+，陰、陽離子的配位數(shù)均為，陰、陽離子的配位數(shù)均為6 與與Na+最近等距離的最近等距離的Cl-所圍成的空間構(gòu)型為所圍成的空間構(gòu)型為正八正八面體面體在每個在每個Na+周圍最近的等距離的周圍最近的等距離的Na+有有12個個（同層（同層4個、上層個、上層4個、下層個、下層4個）個） NaCl晶胞中含晶胞中含Na+4個，個，Cl-4個。個。Na+與與Cl-

7、個數(shù)個數(shù)比為比為4:4=1：1，化學式，化學式NaCl是表示該離子晶體中是表示該離子晶體中離子的個數(shù)比離子的個數(shù)比NaClNaCl的晶體結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)思考思考1.NaCl晶體中，每個晶體中，每個Na+周周 圍最近距離的圍最近距離的Cl-有有 個？個？ 每個每個Cl-周圍最近距離的周圍最近距離的 Na+有有 個？個？2.在在NaCl晶體中，每個晶體中，每個Na+周周 圍最近距離的圍最近距離的Na+有有 個個3.氯化鈉的化學式用氯化鈉的化學式用“NaCl”來表示，原因何在？能否來表示，原因何在？能否 把把“NaCl”稱為分子式？稱為分子式？ 4.每個晶胞中平均有每個晶胞中平均有 個個Na+？ 個個

8、Cl-（位于頂（位于頂 點、棱邊、面心、體心上的粒子對該晶胞的貢獻）點、棱邊、面心、體心上的粒子對該晶胞的貢獻）5.該晶胞中，若該晶胞中，若Na+和和Cl-間的最近距離為間的最近距離為0.5ax10-10m， 則晶體的密度則晶體的密度= 66121244ClNa+039/a3 （g/cm3）2 21 13 34 4銫離子和氯離子的位置？銫離子和氯離子的位置？銫離子：銫離子：氯離子：氯離子：每個晶胞含銫離子、氯離每個晶胞含銫離子、氯離子的個數(shù)？子的個數(shù)？銫離子：銫離子：氯離子：氯離子：或者反之或者反之1個個1個個體心體心頂點頂點ClCl- -CsCs+ +（2）CsCl型晶胞型晶胞 簡單立方簡單

9、立方晶胞晶胞.每個每個Cs+緊鄰緊鄰8個個Cl-，每個，每個Cl-緊鄰緊鄰8個個Cs+，這，這8個離子構(gòu)成一個個離子構(gòu)成一個正立方體正立方體。每個。每個Cs+與與6個個Cs+等距離緊鄰等距離緊鄰. Cs+的配位數(shù)為：的配位數(shù)為：Cl-的配位數(shù)為：的配位數(shù)為：88CsCl晶體中陰、陽離子的晶體中陰、陽離子的配位數(shù)配位數(shù)-Cs+-Cl-與銫離子距離最近的銫離子有與銫離子距離最近的銫離子有 個個6(3)ZnS型晶胞型晶胞陽離子的配位數(shù)：陽離子的配位數(shù)：陰離子的配位數(shù)：陰離子的配位數(shù)：一個一個ZnS晶胞中含：晶胞中含： 個陽離子、個陽離子、 4444（4）CaF2 (螢石螢石)型晶胞型晶胞Ca2+的配

10、位數(shù)：的配位數(shù)：F-的配位數(shù)：的配位數(shù)：2）配位數(shù)）配位數(shù)4個個Ca2+和和8個個F-CaF2晶體中晶體中Ca2+ 和和F-的位置關系如何的位置關系如何? ? CaF2晶胞中含晶胞中含Ca2+ 、F-個數(shù)個數(shù)是多少是多少? ?84Ca2+F-3）晶胞中含）晶胞中含Ca2+ 、F-個數(shù)個數(shù)1、下列各指定微粒的數(shù)目之比不是、下列各指定微粒的數(shù)目之比不是1:1的是的是 A、Na2O2晶體中的陰離子和陽離子晶體中的陰離子和陽離子 B、NaHCO3晶體中的鈉離子和碳酸氫根離子晶體中的鈉離子和碳酸氫根離子 C、 離子中的質(zhì)子和中子離子中的質(zhì)子和中子 D、NH4Cl溶液中銨根離子和氯離子溶液中銨根離子和氯離

11、子2、CaF2 晶體中正離子的配位數(shù)晶體中正離子的配位數(shù)8,負離子的配負離子的配位數(shù)為位數(shù)為 。TiO2晶體中正離子的配位數(shù)為晶體中正離子的配位數(shù)為6，負離子的配，負離子的配位數(shù)為多少？位數(shù)為多少？ZnS晶體中負離子的配位數(shù)是晶體中負離子的配位數(shù)是4,正離子的配位正離子的配位數(shù)為多少？數(shù)為多少？43422412MgA D離子晶體的結(jié)構(gòu)特征：離子晶體的結(jié)構(gòu)特征：（1 1）陰、陽離子間只存在離子鍵陰、陽離子間只存在離子鍵（2 2）不存在小分子，化學式僅表示晶）不存在小分子，化學式僅表示晶體中陰、陽離子個數(shù)比的最簡化體中陰、陽離子個數(shù)比的最簡化（3 3）陰、陽離子采用不等徑圓球的密）陰、陽離子采用不

12、等徑圓球的密堆積方式堆積方式5、離子晶體物理性質(zhì)特點、離子晶體物理性質(zhì)特點：(1) (1) 熔點和沸點熔點和沸點較高，難揮發(fā)、難于壓縮。較高，難揮發(fā)、難于壓縮。(2) (2) 硬而脆，無延展性硬而脆，無延展性(4) (4) 導電性：固體不導電，水溶液或者熔融狀態(tài)導電性：固體不導電，水溶液或者熔融狀態(tài)下能導電。下能導電。(3) (3) 溶解性：一般易溶于水，而難溶于非極性溶解性：一般易溶于水，而難溶于非極性溶劑溶劑。 結(jié)合氯化鈉晶體的結(jié)構(gòu)結(jié)合氯化鈉晶體的結(jié)構(gòu),閱讀課本閱讀課本P79最后一段，最后一段，你認為離子晶體物理性質(zhì)有何特點你認為離子晶體物理性質(zhì)有何特點?一般離子帶電荷越多一般離子帶電荷越

13、多,離子半徑越小離子半徑越小,熔沸點越高。熔沸點越高。661:1881:1找出找出NaCl、CsCl兩種離子晶體中兩種離子晶體中陽離子和陰離子的配位數(shù)，它們是否相等？陽離子和陰離子的配位數(shù)，它們是否相等？ NaCl、CsCl都是堿金屬元素的氯化物都是堿金屬元素的氯化物,且都且都是是AB型，為什么它們的配位數(shù)卻不相同呢型，為什么它們的配位數(shù)卻不相同呢? NaCl、 CsCl陰陽離子配位數(shù)的比值都是陰陽離子配位數(shù)的比值都是1:1的關系的關系,原因是什么呢原因是什么呢? 分析表分析表3-53-5、表、表3-6,3-6,你能得出影響離子晶體中你能得出影響離子晶體中離子配位數(shù)的什么因素？離子配位數(shù)的什么

14、因素？ 晶體中正負離子的的半徑比晶體中正負離子的的半徑比(r+/r-)(r+/r-)是決定是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素，簡稱離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素，簡稱幾何因素幾何因素。一般一般組成相似的離子晶體，正負離子的半徑比越大組成相似的離子晶體，正負離子的半徑比越大, ,配位數(shù)越多。配位數(shù)越多。7 7、決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素、決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素（1）幾何因素）幾何因素（2 2）電荷因素）電荷因素CaF2晶胞晶胞例：例：CaF2的晶體中，的晶體中，Ca2和和F的個數(shù)之比的個數(shù)之比_，電荷數(shù)之比，電荷數(shù)之比_，Ca2配位數(shù)是配位數(shù)是_，F(xiàn)的配位數(shù)是的配位數(shù)是_。正負離子的電荷比也是正負離子的電荷比也是

15、影影響響離子晶體的配位數(shù)的重要離子晶體的配位數(shù)的重要因素，稱為電荷因素因素，稱為電荷因素。1:22:184正負離子電荷比正負離子電荷比=正負離子的配位正負離子的配位數(shù)比數(shù)比=正負離子的數(shù)目反比正負離子的數(shù)目反比（3 3）鍵性因素）鍵性因素離子鍵的純粹因素離子鍵的純粹因素科學視野科學視野含復雜離子的離子晶體含復雜離子的離子晶體碳酸鹽在一定溫度下發(fā)生分解的規(guī)律？碳酸鹽在一定溫度下發(fā)生分解的規(guī)律？碳酸鹽熱分解的實質(zhì)：碳酸鹽熱分解的實質(zhì)：組成碳酸鹽的陽離組成碳酸鹽的陽離子的金屬性越弱、子的金屬性越弱、陽離子的半徑越小，碳酸鹽陽離子的半徑越小，碳酸鹽的熱穩(wěn)定性越差，反之越好。的熱穩(wěn)定性越差，反之越好。離

16、子晶體中陽離子離子晶體中陽離子的半徑越小，結(jié)合碳酸根中的氧離子越容易。的半徑越小，結(jié)合碳酸根中的氧離子越容易。NaClCsCl熔點熔點沸點沸點 801 645 1413 1290 為什么為什么NaCl的熔沸點比的熔沸點比CsCl高？高？結(jié)論結(jié)論: :對于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，陰、陽離子對于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，陰、陽離子半徑越小，半徑越小，所帶電荷越多，所帶電荷越多，離子鍵越強，熔沸點離子鍵越強，熔沸點較高，晶體越穩(wěn)定。較高，晶體越穩(wěn)定。 離子鍵的強弱在一定程度上可以用離子晶體的晶離子鍵的強弱在一定程度上可以用離子晶體的晶格能來衡量。格能來衡量。 1 1、概念：氣態(tài)離子形成、概念：氣態(tài)離子形成

17、1 1摩爾離子晶體釋放的摩爾離子晶體釋放的能量能量或或指拆開指拆開1mol1mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和氣態(tài)陽離子所吸收的能量和氣態(tài)陽離子所吸收的能量三、晶格能三、晶格能 晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定；熔點越晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定；熔點越高；硬度越大。高；硬度越大。 晶格能的大小與陰、陽離子所帶晶格能的大小與陰、陽離子所帶電荷的乘積電荷的乘積成成正正比比，與陰、陽離子間的，與陰、陽離子間的距離距離成成反比反比3 3、規(guī)律：規(guī)律：2 2、表示：符號為、表示：符號為U U 單位是單位是KJ/mol ,KJ/mol ,取正值取正值4 4、影響因素、影響因

18、素 離子晶體中陰、陽離子半徑越小，所帶電荷越多，離子晶體中陰、陽離子半徑越小，所帶電荷越多，離子鍵越強，晶格能越大離子鍵越強，晶格能越大5、晶格能的作用：晶格能的作用： （1 1）晶格能越大，離子晶體越穩(wěn)定，離子晶體的）晶格能越大，離子晶體越穩(wěn)定，離子晶體的熔沸點越高，硬度越大。熔沸點越高，硬度越大。（2 2）巖漿晶出規(guī)則與晶格能的關系）巖漿晶出規(guī)則與晶格能的關系 晶格能越大，更容易在巖漿冷卻過程中冷卻下晶格能越大，更容易在巖漿冷卻過程中冷卻下來，從而先結(jié)晶來，從而先結(jié)晶 某晶體的濃度越早達到飽和，越早析出某晶體的濃度越早達到飽和，越早析出 SiO2析出：總是在硅酸鹽析出后才晶出，原因析出：總

19、是在硅酸鹽析出后才晶出，原因有有1)1)石英的晶格能較小，石英的晶格能較小，2)2)不容易在巖漿中達到不容易在巖漿中達到飽和濃度，只有在硅酸鹽析出后才能達到飽和飽和濃度，只有在硅酸鹽析出后才能達到飽和 晶格能的數(shù)據(jù)可以用來說明許多典型的離子晶體晶格能的數(shù)據(jù)可以用來說明許多典型的離子晶體的物理化學性質(zhì)的變化規(guī)律。的物理化學性質(zhì)的變化規(guī)律。練習練習 ：1 1、下表列出了有關晶體的知識，其中錯誤的是（）、下表列出了有關晶體的知識，其中錯誤的是（）2 2、下列物質(zhì)的晶體，按其熔點由低到高的排列順序正確、下列物質(zhì)的晶體，按其熔點由低到高的排列順序正確的是（）的是（） A AN NC C、S SO O2

20、2、COCO2 2B BN NC C、COCO2 2、S SO O2 2 C CN NC C、M MO O、S SO O2 2D DN NC C、S SO O2 2、M MO OBC3 3、下列物質(zhì)中，化學式能準確表示該物質(zhì)分子組成的是、下列物質(zhì)中，化學式能準確表示該物質(zhì)分子組成的是 A.NHA.NH4 4Cl B.SiOCl B.SiO2 2 C.P C.P4 4 D.Na D.Na2 2SOSO4 4C4、某離子晶體晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示某離子晶體晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示X()位于立方體頂點，位于立方體頂點，Y()位于立方體位于立方體中心。試分析：中心。試分析：(1)晶體中每個晶體中每個Y同時吸引著

21、同時吸引著 個個X，每個每個X同時吸引著同時吸引著 個個Y，該晶體的化學式為該晶體的化學式為 。(2)晶體中每個晶體中每個X周圍與它最接近且距離相周圍與它最接近且距離相等的等的X共有共有 個。個。(3)晶體中距離最近的晶體中距離最近的2個個X與與1個個Y形成的形成的 夾角夾角XYX是是 。(4)設該晶體的摩爾質(zhì)量為設該晶體的摩爾質(zhì)量為M g/mol，晶體密度，晶體密度為為 g/cm3，阿伏加德羅常數(shù)的值為，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶體中兩個距離最近的則晶體中兩個距離最近的X中心間距為中心間距為 cm?！疽?guī)律方法】一、四種晶體的比較【規(guī)律方法】一、四種晶體的比較電荷數(shù)越大，半徑越小電荷數(shù)越大

22、，半徑越小分子的極性越大分子的極性越大例題：下列各物質(zhì)中，按熔點由高到低的順序例題：下列各物質(zhì)中，按熔點由高到低的順序 排列正確的是排列正確的是()ACH4SiH4GeH4SnH4BKClNaClMgCl2MgOCRbKNaLiD石墨金剛石石墨金剛石SiO2鈉鈉D（3 3）常溫常壓下狀態(tài)）常溫常壓下狀態(tài)熔點：固態(tài)物質(zhì)熔點：固態(tài)物質(zhì) 液體物質(zhì)液體物質(zhì)沸點：液體物質(zhì)沸點：液體物質(zhì) 氣體物質(zhì)氣體物質(zhì)三、三、判斷晶體類型的依據(jù)判斷晶體類型的依據(jù)1 1依據(jù)組成晶體的晶格質(zhì)點和質(zhì)點間的作用判依據(jù)組成晶體的晶格質(zhì)點和質(zhì)點間的作用判斷斷(1)(1)離子晶體的晶格質(zhì)點是陰、陽離子，質(zhì)點間離子晶體的晶格質(zhì)點是陰、

23、陽離子，質(zhì)點間的作用是離子鍵。的作用是離子鍵。(2)(2)原子晶體的晶格質(zhì)點是原子，質(zhì)點間的作用原子晶體的晶格質(zhì)點是原子，質(zhì)點間的作用是共價鍵。是共價鍵。(3)(3)分子晶體的晶格質(zhì)點是分子，質(zhì)點間的作用分子晶體的晶格質(zhì)點是分子，質(zhì)點間的作用為分子間作用力，即范德華力。為分子間作用力，即范德華力。(4)(4)金屬晶體的晶格質(zhì)點是金屬陽離子和自由電金屬晶體的晶格質(zhì)點是金屬陽離子和自由電子，質(zhì)點間的作用是金屬鍵。子，質(zhì)點間的作用是金屬鍵。 2 2依據(jù)物質(zhì)的分類判斷依據(jù)物質(zhì)的分類判斷(1)(1)金屬氧化物金屬氧化物( (如如K2O、Na2O2等等) )、強堿、強堿( (如如NaOH、KOH等等) )

24、和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。(2)(2)大多數(shù)非金屬單質(zhì)大多數(shù)非金屬單質(zhì)( (除金剛石、石墨、晶體硅、晶除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外體硼外) )、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物( (除除SiO2外外) )、酸、酸、絕大多數(shù)有機物絕大多數(shù)有機物( (除有機鹽外除有機鹽外) )是分子晶體。是分子晶體。(3)(3)常見的原子晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硅、晶體硼等常見的原子晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅、四氮化，常見的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅、四氮化三硅等。三硅等。(4)(4)金屬單質(zhì)與合金是金屬晶體。金屬單質(zhì)與合金是金屬晶體。3 3依據(jù)晶體的熔點判斷依據(jù)晶體的熔點判斷(1)(1)離子晶體的熔點較高，常在數(shù)百至離子晶體的熔點較高，常在數(shù)百至10001000