第4節(jié)離子晶體2

4、離子晶體

《晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》第三章第四節(jié)知識(shí)回顧：三種晶體類(lèi)型與性質(zhì)的比較晶體類(lèi)型原子晶體分子晶體金屬晶體概念相鄰原子之間以共價(jià)鍵相結(jié)合而成具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體分子間以范德華力相結(jié)合而成的晶體通過(guò)金屬鍵形成的晶體作用力構(gòu)成微粒物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)硬度導(dǎo)電性實(shí)例金剛石、二氧化硅、晶體硅、碳化硅Ar、S等Au、Fe、Cu、鋼鐵等共價(jià)鍵范德華力金屬鍵原子分子金屬陽(yáng)離子和自由電子很高很低差別較大很大很小差別較大無(wú)（硅為半導(dǎo)體）無(wú)導(dǎo)體1、定義：2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：(1)成鍵粒子：(2)相互作用力：常見(jiàn)的離子晶體：強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、大部分的鹽類(lèi)。NaCl晶體Na+Cl-由陽(yáng)離子和陰離子通過(guò)離子鍵結(jié)合而成的晶體。陰、陽(yáng)離子離子鍵一、離子晶體有無(wú)單個(gè)分子存在?無(wú)單個(gè)分子存在;NaCl不表示分子式。(2)硬度

。3、離子晶體物理性質(zhì)的特點(diǎn)：(1)熔沸點(diǎn)

,

難揮發(fā)難壓縮。較高較大(3)水溶性(4)導(dǎo)電性閱讀課本P79最后一段(即科學(xué)視野之前的一段),結(jié)合氯化鈉晶體的結(jié)構(gòu),你認(rèn)為離子晶體物理性質(zhì)有何特點(diǎn)?離子電荷越多,核間距離越小,熔沸點(diǎn)升高。一般易溶于水,而難溶于非極性溶劑。固態(tài)不導(dǎo)電,水溶液或者熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電。隨堂練習(xí):1、下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A、帶相反電荷離子之間的相互吸引稱(chēng)為離子鍵

B、金屬元素與非金屬元素化合時(shí)，不一定形成離子鍵

C、某元素的原子最外層只有1個(gè)電子,它跟鹵素相互結(jié)合時(shí)所形成的化學(xué)鍵不一定是離子鍵

D、非金屬原子間不可能形成離子鍵AD3、下列性質(zhì)適合于離子晶體的是（）

A、熔點(diǎn)1070℃，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電

B、熔點(diǎn)10.31℃，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液導(dǎo)電

C、能溶于CS2，熔點(diǎn)112.8℃，沸點(diǎn)444.6℃D、熔點(diǎn)97.81℃，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度0.97g/cm3

4、離子晶體不導(dǎo)電，為什么熔化后或溶于水后能導(dǎo)電？A提示:是否有自由移動(dòng)的帶電微粒.主要考查:概念、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)(物理性質(zhì))鈉離子和氯離子在晶胞中的位置：4、幾種常見(jiàn)的離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)：(1)氯化鈉型晶胞氯離子：體心和棱中點(diǎn);鈉離子：面心和頂點(diǎn).離子晶體種類(lèi)繁多,結(jié)構(gòu)多樣Na+Cl-或者反之;交錯(cuò)排列計(jì)算方法：均攤法頂點(diǎn)占1/8；棱占1/4；面心占1/2；體心占1每個(gè)NaCl晶胞含Na+、Cl-的個(gè)數(shù)?Na+:Cl-:Na+Cl-（2）CsCl晶胞銫離子和氯離子的位置？銫離子：氯離子：每個(gè)晶胞含銫離子、氯離子的個(gè)數(shù)？銫離子：氯離子：或者反之1個(gè)；1個(gè)。體心頂點(diǎn)Cl-Cs+圖3—27NaCl晶胞CsCl晶胞①

在NaCl晶體中，與Na+(Cl-)等距離且最近的Cl-(Na+)有幾個(gè)？②

在CsCl晶體中，與Cs+(Cl-)等距離且最近的Cl-(Cs+)有幾個(gè)？我們來(lái)研究晶體中的配位數(shù):【在離子晶體中離子的配位數(shù)(縮寫(xiě)為C.N.)是指一個(gè)離子周?chē)钹徑漠愲娦噪x子的數(shù)目】。圖3—27NaCl晶胞CsCl晶胞NaCl和CsCl的晶胞P78科學(xué)探究1離子晶體陰離子的配位數(shù)陽(yáng)離子的配位數(shù)陰陽(yáng)離子的配位數(shù)比NaClCsCl---Cl----Na+NaCl的晶體結(jié)構(gòu)模型NaCl晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)Na+的配位數(shù)為：Cl-的配位數(shù)為：66Na+Cl-315624154236每個(gè)Cl-

周?chē)c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)---Cs+---Cl-CsCl的晶體結(jié)構(gòu)及晶胞構(gòu)示意圖Cs+的配位數(shù)為：Cl-的配位數(shù)為：88在氯化銫晶體中，每個(gè)Cl-(或Cs+)周?chē)c之最接近且距離相等的Cs+(或Cl-)共有

；這幾個(gè)Cs+(或Cl-)在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

；在每個(gè)Cs+周?chē)嚯x相等且最近的Cs+共有

；這幾個(gè)Cs+(或Cl-)在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

；CsCl晶體8個(gè)立方體6個(gè)正八面體3.CaF2

(螢石)型晶胞①Ca2+的配位數(shù):②F-的配位數(shù):（1）立方晶系，面心立方晶胞。（2）Ca2+立方最密堆積，F(xiàn)-填充在全部四面體空隙中。（3）配位數(shù)4個(gè)Ca2+和8個(gè)F-CaF2晶體中Ca2+

和F-的位置關(guān)系如何?一個(gè)CaF2晶胞中含Ca2+

、F-個(gè)數(shù)是多少?84(4)ZnS型晶胞①陽(yáng)離子的配位數(shù)：4②陰離子的配位數(shù)：4③一個(gè)ZnS晶胞中含：

4個(gè)陽(yáng)離子和4個(gè)陰離子離子晶體陰離子的配位數(shù)陽(yáng)離子的配位數(shù)陰陽(yáng)離子配位數(shù)的比值NaClCsCl661:1881:1科學(xué)探究1：找出NaCl、CsCl兩種離子晶體中陽(yáng)離子和陰離子的配位數(shù)，它們是否相等？P79科學(xué)探究2：根據(jù)表3—5、表3—6分析,你能得出影響離子晶體中離子配位數(shù)的什么因素。結(jié)論：

晶體中正負(fù)離子的的半徑比(r+/r-)是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素,簡(jiǎn)稱(chēng)幾何因素。一般決定配位數(shù)的多少:正負(fù)離子的半徑比越大,配位數(shù)越多.

NaCl、CsCl陰陽(yáng)離子配位數(shù)的比值都是1:1關(guān)系,原因是什么呢?是否所有的離子晶體的陰陽(yáng)離子配位數(shù)的比值都是1:1關(guān)系呢?請(qǐng)閱讀P79,影響離子晶體中離子配位數(shù)的因素還有哪些?NaCl、CsCl都是同一主族的氯化物,且都是AB型，為什么它們的配位數(shù)卻不相同呢(NaCl的是6,CsCl的是8)?5、決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素（1）幾何因素

（2）電荷因素

（3）鍵性因素晶體中正負(fù)離子的半徑比.晶體中正負(fù)離子的電荷比.離子鍵的純粹因素一般決定配位數(shù)的多少:正負(fù)離子的半徑比越大,配位數(shù)越多.正負(fù)離子電荷比=正負(fù)離子的配位數(shù)比

=正負(fù)離子的數(shù)目反比1、下列各指定微粒的數(shù)目之比不是1:1的是

A、Na2O2晶體中的陰離子和陽(yáng)離子

B、NaHCO3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

D、NH4Cl溶液中銨根離子和氯離子2、CaF2

晶體中正離子的配位數(shù)8,負(fù)離子的配位數(shù)為

。TiO2晶體中正離子的配位數(shù)為6，負(fù)離子的配位數(shù)為多少？ZnS晶體中負(fù)離子的配位數(shù)是4,正離子的配位數(shù)為多少？434AD3、如圖所示，在氯化鈉晶體中，與每個(gè)Na+等距離且最近的幾個(gè)Cl-

所圍成的空間幾何構(gòu)型（）

A、十二面體B、正八面體

C、正六面體D、正四面體B科學(xué)視野★復(fù)雜離子晶體——碳酸鹽的熱分解溫度高低規(guī)律以堿土金屬碳酸鹽為例（堿金屬碳酸鹽分解溫度甚高，在此不予討論）熱分解機(jī)理——實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)——分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、結(jié)合分解機(jī)理可知——★陽(yáng)離子半徑越大，堿土金屬碳酸鹽的分解溫度越高選做練習(xí)題:

如右下圖所示是NaCl晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)回答：(1)

與某個(gè)Na+離子距離最近的Na+離子共有

個(gè)，

(2)這些Na+離子中心圍成的空間幾何圖形是_____________。12十四面體

(3)若已知NaCl的摩爾質(zhì)量為Mg/mol晶胞的邊長(zhǎng)為acm，設(shè)阿伏加德常數(shù)為NA，則NaCl晶體的密度為:g/cm3————。晶胞法：小立方體法：

M(a)3?NA12124Ma3?NAaa/2二.晶格能氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體釋放的能量，通常取正值。離子半徑越小，離子所帶的電荷數(shù)越多，晶格能越大，晶體越穩(wěn)定，離子晶體的熔沸點(diǎn)越高，硬度越大★巖漿晶出規(guī)則與晶格能的關(guān)系★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)晶各類(lèi)型離子晶體晶胞的比較晶體類(lèi)型晶胞類(lèi)型晶胞結(jié)構(gòu)示意圖配位數(shù)距離最近且相等的相反離子每個(gè)晶胞含有離子數(shù)實(shí)例NaCl型

ABCsCl型ZnS型AB2CaF2型Na+：6Cl-：6Cs+：Cl-：88Zn2+：S2-：44Ca2+：F-：48Na