第四節(jié) 離子晶體

第四節(jié)離子晶體第1頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三

1.NaCl晶體是典型的離子化合物,其中存在哪些微粒?試寫出NaCl的電子式.

2.上述離子是通過怎樣的相互作用結(jié)合成晶體的呢?你知道嗎？3.離子晶體中微粒間的作用是什么？第2頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三一、離子晶體1.定義：由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。2.組成微粒：陰、陽離子3.相互作用：離子鍵4.種類繁多

強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、絕大多數(shù)鹽第3頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三鈉離子和氯離子在晶胞中的位置：6.幾種常見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)Na+Cl-或者反之;交錯排列第4頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三計(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NaCl晶胞含Na+、Cl-的個數(shù)?Na+:Cl-:Na+Cl-第5頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三交流與討論請根據(jù)剛才學(xué)習(xí)氯化鈉結(jié)構(gòu)的方法研究氯化銫的空間結(jié)構(gòu)第6頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三（2）CsCl晶胞每個晶胞含銫離子、氯離子的個數(shù)？銫離子：氯離子：1個1個Cl-Cs+銫離子和氯離子的位置？銫離子：氯離子：或者反之體心頂點(diǎn)第7頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三圖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？②在CsCl晶體中，與Cs+(Cl-)等距離且最近的Cl-(Cs+)有幾個？第8頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三

晶體中的配位數(shù):【在離子晶體中離子的配位數(shù)(縮寫為C.N.)是指一個離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目】。圖3-27NaCl晶胞CsCl晶胞第9頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三P78科學(xué)探究1離子晶體陰離子的配位數(shù)陽離子的配位數(shù)陰陽離子的配位數(shù)比NaClCsCl第10頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三---Cl----Na+NaCl的晶體結(jié)構(gòu)模型第11頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三NaCl晶體中陰、陽離子的配位數(shù)Na+的配位數(shù)為：Cl-的配位數(shù)為：66第12頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三第13頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三---Cs+---Cl-CsCl的晶體結(jié)構(gòu)示意圖第14頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三離子晶體陰離子的配位數(shù)陽離子的配位數(shù)陰陽離子配位數(shù)的比值NaClCsCl661:1881:1科學(xué)探究1：找出NaCl、CsCl兩種離子晶體中陽離子和陰離子的配位數(shù)，它們是否相等？第15頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三

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)?第16頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三根據(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,簡稱幾何因素。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。第17頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三

NaCl、CsCl陰陽離子配位數(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離子配位數(shù)的比值都是1:1關(guān)系呢?請閱讀P79,影響離子晶體中離子配位數(shù)的因素還有哪些?第18頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三CaF2(螢石)型晶胞（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Ca2+和8個F-CaF2晶體中Ca2+

和F-的位置關(guān)系如何?一個CaF2晶胞中含Ca2+

、F-個數(shù)是多少?①Ca2+的配位數(shù):②F-的配位數(shù):84第19頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三ZnS型離子晶體第20頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三配位數(shù)468半徑比0.2～0.40.4～0.70.7～1.0空間構(gòu)型ZnSNaClCsCl半徑比一般決定配位數(shù)的多少，正負(fù)離子的半徑比越大,配位數(shù)越多。第21頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三7.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，決定正負(fù)離子配位數(shù)是否相等離子鍵的純粹程度一般決定配位數(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)比第22頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三2.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______。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______。4341.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AD第23頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三3.如圖所示，在氯化鈉晶體中，與每個Na+等距離且最近的幾個Cl-所圍成的空間幾何構(gòu)型為（）A.十二面體B.正八面體C.正六面體D.正四面體B第24頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三

2.

如圖直線交點(diǎn)處的圓圈為NaCl晶體中Na+或Cl-所處位置，晶體中，每個Na+周圍與它最接近的且距離相等的Na+個數(shù)為：____12第25頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三科學(xué)視野含復(fù)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)律結(jié)論：碳酸鹽的分解溫度與金屬陽離子所帶的電荷及陽離子半徑有關(guān)第26頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三NaClCsCl熔點(diǎn)℃沸點(diǎn)℃

801

645

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為什么NaCl的熔沸點(diǎn)比CsCl高？交流與討論第27頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三結(jié)論:

對于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，陰、陽離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)較高，晶體越穩(wěn)定。

離子鍵的強(qiáng)弱在一定程度上可以用離子晶體的晶格能來衡量。第28頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三二、晶格能1、定義：氣態(tài)離子形成1摩離子晶體釋放的能量。2、影響晶格能大小的因素：（1）陰、陽離子所帶電荷越多，晶格能越大。（2）陰、陽離子的半徑越小，晶格能越大。仔細(xì)閱讀表3-8，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)？氟化物晶格能/kJ·mol-1NaF923MgF22957AlF35492第29頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三（3）晶格能的作用晶格能越大：形成的離子晶體越穩(wěn)定；（離子鍵越強(qiáng)）熔點(diǎn)越高；硬度越大。晶格能也影響了巖漿晶出的次序，晶格能越大，巖漿中的礦物越易結(jié)晶析出。第30頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三離子晶體的特點(diǎn):●無單個分子存在。如NaCl和CsCl不是表示分子式。●一般易溶于水，難溶于非極性溶劑?！袢鄯悬c(diǎn)較高，硬度較大，難揮發(fā)難壓縮?！窆虘B(tài)時不導(dǎo)電，水溶液或者熔融狀態(tài)下均導(dǎo)電。第31頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三小結(jié)：四種晶體的比較晶體類型離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體晶體粒子陰、陽離子原子分子金屬陽離子、