3.3.2離子晶體-高二化學(xué)講義（人教版2019選擇性必修2）（原卷版）

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)離子晶體[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．能結(jié)合實(shí)例描述離子鍵的成鍵特征及其本質(zhì)。2．能解釋和預(yù)測同類型離子化合物的某些性質(zhì)。3．理解離子晶體的結(jié)構(gòu)模型及其性質(zhì)的一般特點(diǎn)，了解離子晶體中離子晶體配位數(shù)及其影響因素。4．知道介于典型晶體之間的過渡晶體及混合型晶體是普通存在的。課前課前預(yù)習(xí)一、離子鍵1.概念：陰、陽離子之間通過形成的化學(xué)鍵，叫做離子鍵。2.成鍵微粒：和。①陰離子可以是離子或離子，如Cl、O2、H、O22、OH、SO42等。②陽離子可以是離子(如K+、Ag+、Fe3+)或離子（NH4+）。3.實(shí)質(zhì)：離子鍵的本質(zhì)是一種。靜電作用包括和力。當(dāng)這些作用達(dá)到平衡后，即形成穩(wěn)定的離子化合物。①陰、陽離子之間的使陰、陽離子相互吸引，陰、陽離子的核外電子之間、原子核之間的使陰、陽離子相互排斥。②當(dāng)陰、陽離子之間的和達(dá)到平衡時(shí)，陰、陽離子保持一定的，形成穩(wěn)定的離子鍵，整個(gè)體系達(dá)到狀態(tài)。4.特征：離子鍵沒有性和性。陰、陽離子在各個(gè)方向上都可以與相反電荷的離子發(fā)生靜電作用，即沒有性；在靜電作用能夠達(dá)到的范圍內(nèi)，只要空間允許，一個(gè)離子可以同時(shí)吸引多個(gè)帶相反電荷的離子，即沒有性。因此，以離子鍵結(jié)合的微粒傾向于形成緊密堆積，使每個(gè)離子周圍盡可能多地排列帶異性電荷的離子，從而達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。5.形成條件：一般應(yīng)滿足兩種元素的電負(fù)性之差大于這一條件，即活潑的金屬與非金屬之間通常能形成離子鍵。6.影響因素：離子晶體中離子半徑越，離子所帶電荷越，離子鍵越。二、離子合物與離子晶體1.離子合物：(1)由形成的化合物叫離子化合物。(2)離子液體與離子化合物的區(qū)別①表示的物質(zhì)不同：離子化合物是指所有的離子化合物，而離子液體所對應(yīng)的是部分子化合物。②不同：離子化合物對所含的陰、陽離子沒有更具體的要求，而離子液體中的大多數(shù)含有體積很大的陰、陽離子。③不同：離子化合物的熔點(diǎn)，有的較低，有的較高，有的很高，而離子液體保持液態(tài)的溫度為室溫或稍高于室溫。(3)常見的離子化合物①金屬元素與非金屬元素形成的化合物，如NaCl、CaF2、K2O、MgO等。②金屬元素與形成的鹽類化合物，如Na2SO4、Fe2(SO4)3等。③與形成的鹽類化合物，如NH4Cl、(NH4)2SO4等。2、離子晶體(1)定義：離子晶體是由離子和離子相互作用而形成的晶體(2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①構(gòu)成微粒：和，離子晶體中不存在單個(gè)分子，其化學(xué)式表示的是。②微粒間的作用力：。③離子晶體中不同離子周圍異電性離子數(shù)目的多少主要取決于陰、陽離子的。(3)常見的離子晶體：強(qiáng)堿、金屬氧化物和過氧化物、大部分的。(4)離子晶體的物理性質(zhì)①的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，揮發(fā)、于壓縮。一般來說，離子晶體具有較高的熔、沸點(diǎn)。離子晶體由固態(tài)變成液態(tài)或氣態(tài)，需要較多的能量破壞離子鍵，因此，離子晶體通常具有較高的熔、沸點(diǎn)。②硬而脆，延展性離子晶體的硬度較大，難于壓縮。陰、陽離子間有較強(qiáng)的離子鍵，使離子晶體的硬度較大，當(dāng)晶體受到?jīng)_擊力作用時(shí)，分離子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破碎。③導(dǎo)電，但熔化后或溶于水后導(dǎo)電。離子晶體不導(dǎo)電，熔化或溶于水后能導(dǎo)電。離子晶體中，離子鍵較強(qiáng)，離子不能自由移動(dòng)，因此離子晶體不導(dǎo)電。④大多數(shù)離子晶體易溶于溶劑中，難溶于溶劑中。大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑(如水),難溶于非極性溶劑(如汽油、苯等),遵循“相似相溶”規(guī)律。3．離子晶體的判斷(1)利用物質(zhì)的分類金屬離子和酸根離子、OH－形成的大多數(shù)鹽、強(qiáng)堿，活潑金屬的氧化物和過氧化物(如Na2O和Na2O2)，活潑金屬的氫化物(如NaH)，活潑金屬的硫化物等都是離子晶體。(2)利用元素的性質(zhì)和種類如成鍵元素的電負(fù)性差值大于1.7的物質(zhì)，金屬元素(特別是活潑的金屬元素，ⅠA、ⅡA族元素)與非金屬元素(特別是活潑的非金屬元素，ⅥA、ⅦA族元素)組成的化合物形成的晶體。(3)利用物質(zhì)的性質(zhì)離子晶體一般具有較高的熔、沸點(diǎn)，難揮發(fā)，硬而脆；固體不導(dǎo)電，但熔融或溶于水時(shí)能導(dǎo)電，大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑而難溶于非極性溶劑。三、常見離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)1.NaCl晶體結(jié)構(gòu)模型（1）在NaCl晶體中，每個(gè)Na+周圍與它等距的Cl有個(gè)，每個(gè)Cl周圍與它等距的Na+有個(gè)，即Na+和Cl配位數(shù)都是個(gè)Na+（或Cl）圍成一個(gè)體。（2）每個(gè)Na+周圍與它最近且等距的Na+有個(gè)，每個(gè)Cl周圍與它最近且等距的Cl有個(gè)（同層個(gè)，上層個(gè)，下層個(gè)）。（3）在NaCl晶體的一個(gè)晶胞中，含Na+：個(gè)（寫出計(jì)算過程），含Cl個(gè)（寫出計(jì)算過程）。NaCl晶體的化學(xué)式為NaCl，晶胞的組成為。（4）屬于NaCl型離子晶體的還有KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO、CaS等。2.CsCl晶體結(jié)構(gòu)模型（1）在CsCl晶體中，每個(gè)CS+周圍與它等距的Cl有個(gè)，每個(gè)Cl周圍與它等距的CS+有個(gè)。CS+和Cl配位數(shù)都是。（2）每個(gè)Cs+周圍與它最近且等距的Cs+有個(gè)，每個(gè)Cl周圍與它最近且等距的Cl有個(gè)（上、下、左、右、前、后）。（3）在CsCl晶體的一個(gè)晶胞中（上圖右圖），含Cs+：個(gè)（寫出計(jì)算過程），含Cl個(gè)。CsCl晶體中Cs+與Cl的個(gè)數(shù)比為。3.CaF2晶體結(jié)構(gòu)模型（1）CaF2晶體中，每個(gè)Ca2+周圍同時(shí)吸引著個(gè)F，每個(gè)F周圍同時(shí)吸引著個(gè)Ca2+。Ca2+的配位數(shù)為，F(xiàn)的配位數(shù)為。（2）晶胞中含Ca2+：6×eq\f(1,2)+8×eq\f(1,8)=4個(gè)，含F(xiàn)：8×1=8個(gè)。Ca2+在大立方體的頂點(diǎn)和面心，8個(gè)F在大立方體內(nèi)構(gòu)成一個(gè)小立方體。晶胞的組成為Ca4F8。4.ZnS晶體結(jié)構(gòu)模型（1）ZnS晶體中，每個(gè)Zn2+周圍同時(shí)吸引著個(gè)S2，每個(gè)S2周圍同時(shí)吸引著個(gè)Zn2+。因此Zn2+和S2的配位數(shù)均為。（2）晶胞中含Zn2+：1×4=4個(gè)，含S2：6×eq\f(1,2)+8×eq\f(1,8)=4個(gè)。晶胞的組成為Zn4S4。知識點(diǎn)總結(jié)知識點(diǎn)總結(jié)知識點(diǎn)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．構(gòu)成微粒：陰陽離子3．微粒間的作用：陰陽離子間以離子鍵結(jié)合，離子內(nèi)可能有共價(jià)鍵兩種典型的離子晶體的晶胞（NaCl和CsCl的晶胞)(1)氯化鈉晶體由上圖氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)模型可得：每個(gè)Na+緊鄰6個(gè)Cl，每個(gè)Cl緊鄰6個(gè)Na+（上、下、左、右、前、后），這6個(gè)離子構(gòu)成一個(gè)正八面體。設(shè)緊鄰的Na+與Cl間的距離為a，每個(gè)Na+與12個(gè)Na+等距離緊鄰（同層4個(gè)、上層4個(gè)、下層4個(gè)）。由均攤法可得：該晶胞中所擁有的Na+數(shù)為4個(gè)，Cl數(shù)為4個(gè)，晶體中Na+數(shù)與Cl數(shù)之比為1：1，則此晶胞中含有4個(gè)NaCl結(jié)構(gòu)單元。(2)氯化銫晶體每個(gè)Cs+緊鄰8個(gè)Cl，每個(gè)Cl緊鄰8個(gè)Cs+，這8個(gè)離子構(gòu)成一個(gè)正立方體。設(shè)緊鄰的Cs+與Cs+間的距離為a，則每個(gè)Cs+與6個(gè)Cs+等距離緊鄰（上、下、左、右、前、后）。晶體中的Cs+與Cl數(shù)之比為1：1。5．離子晶體特點(diǎn)：(1)較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，難揮發(fā)、難于壓縮。離子晶體的熔沸點(diǎn)，取決于構(gòu)成晶體的陰陽離子間的離子鍵的強(qiáng)弱，而離子鍵的強(qiáng)弱，又可用離子半徑衡量，通常情況下，同種類型的離子晶體，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高。離子晶體中，由于離子鍵的強(qiáng)烈作用，離子晶體表現(xiàn)出較高的硬度，當(dāng)晶體受到?jīng)_擊力作用時(shí)，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破碎。(2)硬而脆，無延展性離子晶體中陰陽離子交替出現(xiàn)，層與層之間如果滑動(dòng)，同性離子相鄰而使斥力增大導(dǎo)致不穩(wěn)定，所以離子晶體無延展性。(3)不導(dǎo)電，但熔化后或溶于水后能導(dǎo)電。由于離子晶體中離子鍵作用較強(qiáng)，離子晶體不能自由移動(dòng)，即晶體中無自由移動(dòng)離子，因此，離子晶體不導(dǎo)電。當(dāng)升高溫度時(shí)，陰陽離子獲得足夠能量克服了離子間相互作用，成為自由移動(dòng)的離子，在外界電場作用下，離子定向移動(dòng)而導(dǎo)電。離子化合物溶于水時(shí)，陰陽離子受到水分子作用變成了自由移動(dòng)的離子(或水合離子)，在外界電場作用下，陰陽離子定向移動(dòng)而導(dǎo)電。(4)大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑中，難溶于非極性溶劑中?；瘜W(xué)變化過程一定發(fā)生舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成，但破壞化學(xué)鍵或形成化學(xué)鍵的過程卻不一定發(fā)生化學(xué)變化。6．離子晶體的判斷判斷一種物質(zhì)是不是離子晶體，我們可以根據(jù)物質(zhì)的分類、組成和性質(zhì)等方面進(jìn)行判斷。(1)利用物質(zhì)的分類金屬離子和酸根離子形成的大多數(shù)鹽、強(qiáng)堿，NH4+與酸根離子形成的鹽，活潑金屬的氧化物和過氧化物(如Na2O和Na2O2)，活潑金屬的氫化物，如NaH，活潑金屬的硫化物等都是離子晶體。(2)利用元素的組成如：成鍵元素的電負(fù)性差大于1.7的物質(zhì)，金屬元素(特別是活潑的金屬元素，第ⅠA、第ⅡA族元素)與非金屬元素(特別是活潑的非金屬元素，第ⅥA、第ⅦA族元素)組成的化合物，個(gè)別非金屬元素間形成的化合物(如銨鹽)等都是離子晶體。(3)利用物質(zhì)的性質(zhì)離子晶體一般具有較高的熔、沸點(diǎn)，難揮發(fā)，硬而脆；固體不導(dǎo)電，但熔融或溶于水時(shí)能導(dǎo)電，大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑而難溶于非極性溶劑。知識點(diǎn)二：四種晶體物理性質(zhì)的比較晶體類型金屬晶體離子晶體分子晶體原子晶體定義金屬原子通過金屬鍵形成的晶體陰、陽離子通過離子鍵形成的晶體分子間通過分子間作用力形成的晶體相鄰原子間通過共價(jià)鍵結(jié)合而形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)[來源:]基本微粒金屬陽離子、自由電子[來]陰離子、陽離子來源:K]分子原子微粒間作用力金屬鍵離子鍵范德華力或范德華力與氫鍵共價(jià)鍵性質(zhì)熔、沸點(diǎn)一般較高，但差異大較高較低高硬度一般較大，但差異大較大較小大延展性好脆差差導(dǎo)電性固態(tài)能導(dǎo)電熔融態(tài)或溶于水時(shí)能導(dǎo)電某些溶于水后能導(dǎo)電一般不導(dǎo)電，個(gè)別為半導(dǎo)體溶解性不溶多數(shù)溶于水相似相溶不溶熔化時(shí)需克服的作用力金屬鍵離子鍵范德華力或范德華力與氫鍵共價(jià)鍵物質(zhì)類別金屬單質(zhì)和合金離子化合物多數(shù)的非金屬單質(zhì)和共價(jià)化合物少數(shù)的非金屬單質(zhì)和共價(jià)化合物典例K、Cu、MgNaCl、CsCl、CaF2干冰、冰、碘金剛石、SiO2知識點(diǎn)三：過渡晶體和混合型晶體1．過渡晶體第三周期前幾種元素的氧化物中，化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)的變化趨勢氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2離子鍵的百分?jǐn)?shù)/%62504133表中的4種氧化物晶體中的化學(xué)鍵既不是純粹的離子鍵，也不是純粹的共價(jià)鍵，這些晶體既不是純粹的離子晶體也不是純粹的共價(jià)晶體，只是離子晶體與共價(jià)晶體之間的過渡晶體。偏向離子晶體的過渡晶體在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近，因而通常當(dāng)作離子晶體來處理，如Na2O等。同樣，偏向共價(jià)晶體的過渡晶體則當(dāng)作共價(jià)晶體來處理，如Al2O3、SiO2等。Na2O、MgO、Al2O3、SiO2的離子鍵的百分?jǐn)?shù)呈逐漸減小的趨勢，P2O5、SO3、Cl2O7都是分子晶體，原因是第三周期元素從左到右，電負(fù)性逐漸增強(qiáng)，與氧元素的電負(fù)性的差值逐漸減小。第三周期主族元素的氧化物的晶體的變化趨勢為離子晶體→共價(jià)晶體→分子晶體。離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)更小了，而且共價(jià)鍵不再貫穿整個(gè)晶體，而是局限干晶體微觀空間的一個(gè)個(gè)分子中了。2．混合型晶體既有共價(jià)鍵又有范德華力，同時(shí)還存在類似金屬鍵的作用力，兼具共價(jià)晶體、分子晶體、金屬晶體特征的晶體性質(zhì)：熔點(diǎn)很高、質(zhì)軟、易導(dǎo)電等(1)石墨晶體模型石墨晶體中，既有共價(jià)鍵，又有金屬鍵和范德華力，屬于混合晶體。(2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——層狀結(jié)構(gòu)石墨結(jié)構(gòu)中未參與雜化的p軌道①石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)的，同層內(nèi)碳原子采取sp2雜化，以共價(jià)鍵(σ鍵)結(jié)合，形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的碳原子的核間距為142pm，層間距離為335pm，②層與層之間靠范德華力維系。③石墨的二維結(jié)構(gòu)內(nèi)，每個(gè)碳原子的配位數(shù)為3，有一個(gè)未參與雜化的2p電子，它的原子軌道垂直于碳原子平面。④由于所有的p軌道相互平行而且相互重疊,使p軌道中的電子可在整個(gè)碳原子平面中運(yùn)動(dòng)。因此，石墨有類似金屬晶體的導(dǎo)電性，而且，由于相鄰碳原子平面之間相隔較遠(yuǎn)，電子不能從一個(gè)平面跳躍到另一個(gè)平面，所以石墨的導(dǎo)電性只能沿石墨平面的方向。像石墨這樣的晶體，是一種混合型晶體。【大招總結(jié)】1.有的離子化合物只含有離子鍵，有的離子化合物中既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵。2.離子晶體不一定含有金屬陽離子，如NH4Cl為離子晶體，不含有金屬陽離子，但一定含有陰離子。3.①離子晶體的熔、沸點(diǎn)和硬度與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，離子鍵越強(qiáng)，離子晶體的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。②離子鍵的強(qiáng)弱與離子半徑和離子所帶電荷數(shù)有關(guān)，離子半徑越小，離子所帶的電荷數(shù)越多，離子鍵越強(qiáng)。4.①離子晶體中無分子。如NaCl、CsCl只表示晶體中陰、陽離子個(gè)數(shù)比，為化學(xué)式，不是分子式。②離子晶體中一定有離子鍵，可能有共價(jià)鍵和氫鍵等，如KNO3等晶體中既有離子鍵又有共價(jià)鍵；CuSO4·5H2O中除離子鍵外，還含有共價(jià)鍵和氫鍵。晶體中也存在范德華力，只是當(dāng)能量份額很低時(shí)不提及。③離子晶體中，每一個(gè)陰(陽)離子周圍排列的帶相反電荷離子的數(shù)目是固定的，不是任意的。④由金屬元素和非金屬元素形成的晶體不一定是離子晶體，如AlCl3是分子晶體；全由非金屬元素形成的晶體也可能是離子晶體，如NH4Cl、NH4NO3等銨鹽為離子晶體。5.【思考與討論p88】參考答案：化合物熔點(diǎn)/℃化合物熔點(diǎn)/℃CaO2613Na2SO4884CuCl2498Ca2SiO42130NH4NO3170Na3PO4340BaSO41580CH3COOCs194LiPF6200(分解溫度)NaNO2270結(jié)論：離子晶體的熔點(diǎn)有的很高，如Ca0的熔點(diǎn)為2613℃，有的較低，如LiPF6的熔點(diǎn)為200℃（分解溫度)，故離子晶體的熔點(diǎn)差異很大。注意：離子晶體的熔點(diǎn)不一定比共價(jià)晶體的熔點(diǎn)低，如CaO晶體的熔點(diǎn)是2613℃，石英晶體的熔點(diǎn)約為1710℃。6.離子晶體不一定含有金屬陽離子，如NH4Cl為離子晶體，不含有金屬陽離子，但一定含有陰離子。7.兩種典型的離子晶體的晶胞（NaCl和CsCl的晶胞)每種晶體的正負(fù)離子的配位數(shù)相同，是由于正負(fù)離子電荷(絕對值)相同，于是正負(fù)離子的個(gè)數(shù)相同，結(jié)果導(dǎo)致正負(fù)離子配位數(shù)相等，如在NaCl中，Na＋擴(kuò)和C1－的配位數(shù)均為6。如果正負(fù)離子的電荷不同，正負(fù)離子的個(gè)數(shù)必定不相同，結(jié)果，正負(fù)離子的配位數(shù)就不會相同。這種正負(fù)離子的電荷比也是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素，簡稱電荷因素。例如，在CaF2晶體中，Ca2＋和F－的電荷比(絕對值)是2：l，Ca2＋和F－的個(gè)數(shù)比是l：2。Ca2＋的配位數(shù)為8，F(xiàn)－的配位數(shù)為4。此外，離子晶體的結(jié)構(gòu)類型還取決于離子鍵的純粹程度(簡稱鍵性因素)。8.判斷晶體的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)時(shí)常見的錯(cuò)誤1．離子晶體中一定有離子鍵，但不一定沒有共價(jià)鍵，如NH4Cl等。2．金屬元素與非金屬元素組成的晶體不一定就是離子晶體，如BeCl2、AlCl3。3．具有導(dǎo)電性的晶體不一定就是金屬晶體，如石墨、硅。4．溶于水能導(dǎo)電的不一定是離子晶體，如HCl。5．晶體中含有陽離子時(shí)，不一定有陰離子，但有陰離子時(shí)，則一定有陽離子，如金屬或合金。9．離子晶體是否全由金屬元素與非金屬元素組成？不一定，如NH4Cl固體是離子晶體但它不含金屬元素。10．石墨為什么具有良好的導(dǎo)電性？由于碳原子的p軌道相互平行且相互重疊，p軌道中的電子可在整個(gè)碳原子平面中運(yùn)動(dòng)，所以石墨具有導(dǎo)電性。超氧化鉀又稱為“化學(xué)氧自救器”，主要用于煤礦井下救急。它能夠和人呼出的二氧化碳接觸產(chǎn)生氧氣，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為4KO2＋2CO2=2K2CO3＋3O2。高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu)。晶體中氧的化合價(jià)可看作部分為0價(jià)，部分為－2價(jià)。如圖為超氧化鉀晶體的一個(gè)晶胞(晶體中基本的重復(fù)單元)。11．判斷超氧化鉀的晶體類型是什么？離子晶體。12．在該晶體的晶胞中含有K＋和Oeq\o\al(－,2)的個(gè)數(shù)是多少？晶胞中與每個(gè)K＋距離最近的Oeq\o\al(－,2)有幾個(gè)？作為面心立方晶胞，每個(gè)晶胞中含有4(即8×eq\f(1,8)＋eq\f(1,2)×6)個(gè)K＋，4(即1＋eq\f(1,4)×12)個(gè)Oeq\o\al(－,2)，晶胞中與每個(gè)K＋距離最近的Oeq\o\al(－,2)有6個(gè)。13．超氧化鉀晶體中含有的化學(xué)鍵類型有哪些？超氧化鉀晶體(KO2)是離子化合物，陰、陽離子分別為Oeq\o\al(－,2)、K＋，晶體中K＋與Oeq\o\al(－,2)以離子鍵相結(jié)合，Oeq\o\al(－,2)中O—O為共價(jià)鍵。14．如何判斷一種晶體是否為離子晶體？常見的方法有以下兩種。方法一：由組成晶體的粒子種類來判斷，離子化合物形成的晶體一定為離子晶體。方法二：由晶體的性質(zhì)來判斷。(1)根據(jù)導(dǎo)電性，固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，而熔融狀態(tài)或溶于水時(shí)能導(dǎo)電的一般為離子晶體；(2)根據(jù)機(jī)械性能，一般具有較高硬度且質(zhì)脆的為離子晶體。15．離子鍵為何沒有方向性和飽和性？通常情況下，陰、陽離子可以看成是球形對稱的，其電荷分布也是球形對稱的，只要空間條件允許，一個(gè)離子可以同時(shí)吸引多個(gè)異電性離子。因此，離子鍵沒有方向性和飽和性。16．NaCl、CsCl晶體中有無單個(gè)分子？“NaCl”、“CsCl”是否代表其分子構(gòu)成？其晶體中陰、陽離子的配位數(shù)各是多少？在NaCl晶體、CsCl晶體中都不存在單個(gè)的NaCl分子、CsCl分子，在這兩種晶體里，陰、陽離子的個(gè)數(shù)比都是1∶1。所以NaCl和CsCl是表示離子晶體中離子個(gè)數(shù)比的化學(xué)式，而不是表示其分子構(gòu)成的分子式。這兩種離子晶體中陰、陽離子的配位數(shù)見下表。離子晶體陰離子的配位數(shù)陽離子的配位數(shù)NaCl66CsCl8817．判斷物質(zhì)結(jié)構(gòu)圖是否表示晶胞的方法整塊晶體是由“完全相同”的晶胞“無隙并置”地堆積而成的?！巴耆嗤卑ā盎瘜W(xué)上等同”——晶胞里原子的數(shù)目和種類完全等同；還包括“幾何上等同”——晶胞的形狀、取向、大小等同，而且原子的排列完全等同?！盁o隙并置”即一個(gè)晶胞與它的相鄰晶胞完全共頂角、共面、共棱。晶胞的這種本質(zhì)屬性可歸納為晶胞具有平移性。因此可根據(jù)結(jié)構(gòu)圖在晶體中是否具有平移性來判斷是否表示晶胞。18．離子晶體的性質(zhì)性質(zhì)原因熔、沸點(diǎn)離子晶體中有較強(qiáng)的離子鍵，熔化或汽化時(shí)需消耗較多的能量。所以離子晶體有較高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和難揮發(fā)性。通常情況下，同種類型的離子晶體，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高硬度硬而脆。離子晶體表現(xiàn)出較高的硬度。當(dāng)晶體受到?jīng)_擊力作用時(shí)，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破碎導(dǎo)電性不導(dǎo)電，但熔融或溶于水后能導(dǎo)電。離子晶體中，離子鍵較強(qiáng)，陰、陽離子不能自由移動(dòng)，即晶體中無自由移動(dòng)的離子，因此離子晶體不導(dǎo)電。當(dāng)升高溫度時(shí)，陰、陽離子獲得足夠的能量克服了離子間的相互作用力，成為自由移動(dòng)的離子，在外加電場的作用下，離子定向移動(dòng)而導(dǎo)電。離子晶體溶于水時(shí)，陰、陽離子受到水分子的作用成了自由移動(dòng)的離子(或水合離子)，在外加電場的作用下，陰、陽離子定向移動(dòng)而導(dǎo)電溶解性大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑(如水)中，難溶于非極性溶劑(如汽油、苯、CCl4)中。當(dāng)把離子晶體放入水中時(shí)，水分子對離子晶體中的離子產(chǎn)生吸引，使離子晶體中的離子克服離子間的相互作用力而離開晶體，變成在水中自由移動(dòng)的離子延展性離子晶體中陰、陽離子交替出現(xiàn)，層與層之間如果滑動(dòng)，同性離子相鄰而使斥力增大導(dǎo)致不穩(wěn)定，所以離子晶體無延展性19．離子鍵沒有方向性和飽和性的原因(1)由于離子鍵的實(shí)質(zhì)是靜電作用，而且離子的電荷分布通常被看成是球形對稱的，因此一種離子對帶異性電荷離子的吸引作用與其所處的方向無關(guān)。故相對共價(jià)鍵而言，離子鍵沒有方向性(相對的)。(2)在離子化合物中，每個(gè)離子周圍最鄰近的帶異性電荷離子數(shù)目的多少，取決于陰、陽離子的相對大小。只要空間條件允許，陽離子將吸引盡可能多的陰離子排列在其周圍，陰離子也將吸引盡可能多的陽離子排列在其周圍，以達(dá)到降低體系能量的目的，所以在這個(gè)意義上，離子鍵是沒有飽和性的。20．離子晶體的易錯(cuò)知識小結(jié)(1)離子晶體中無分子。如NaCl、CsCl只表示晶體中陰、陽離子個(gè)數(shù)比，為化學(xué)式，不是分子式。(2)離子晶體中一定有離子鍵，可能有共價(jià)鍵和氫鍵等，如KNO3等晶體中既有離子鍵又有共價(jià)鍵；CuSO4·5H2O中除離子鍵外，還含有共價(jià)鍵和氫鍵。(3)離子晶體中，每一個(gè)陰(陽)離子周圍排列的帶相反電荷離子的數(shù)目是固定的，不是任意的。21．離子晶體的判斷判斷一種物質(zhì)是不是離子晶體，我們可以根據(jù)物質(zhì)的分類、組成和性質(zhì)等方面進(jìn)行判斷。(1)利用物質(zhì)的分類金屬離子和酸根離子、OH－形成的大多數(shù)鹽、強(qiáng)堿，活潑金屬的氧化物和過氧化物(如Na2O和Na2O2)，活潑金屬的氫化物(如NaH)，活潑金屬的硫化物等都是離子晶體。(2)利用元素的性質(zhì)和種類如成鍵元素的電負(fù)性差值大于1.7的物質(zhì)，金屬元素(特別是活潑的金屬元素，ⅠA、ⅡA族元素)與非金屬元素(特別是活潑的非金屬元素，ⅥA、ⅦA族元素)組成的化合物。(3)利用物質(zhì)的性質(zhì)離子晶體一般具有較高的熔、沸點(diǎn)，難揮發(fā)，硬而脆；固體不導(dǎo)電，但熔融或溶于水時(shí)能導(dǎo)電，大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑而難溶于非極性溶劑。典型例題典型例題【例1】下列敘述正確的是A．離子鍵只有飽和性沒有方向性B．離子化合物中只含有離子鍵C．離子鍵的強(qiáng)弱可用離子半徑和所帶的電荷來衡量D．離子鍵就是離子間的吸引作用【答案】C【解析】A．離子鍵是帶相反電荷的離子之間的相互作用，它是一種靜電作用，沒有方向性和飽和性，A錯(cuò)誤；B．離子化合物也可含有共價(jià)鍵，如氫氧化鈉中含HO共價(jià)鍵，B錯(cuò)誤；C．離子鍵的強(qiáng)弱可以用離子半徑以及所帶的電荷來衡量，離子半徑越小，所帶電荷越多，離子鍵越強(qiáng)，C正確；D．離子鍵不僅僅是吸引作用也有排斥作用，D錯(cuò)誤；故選C?！纠?】圖a～d是從NaCl或CsCl晶體結(jié)構(gòu)中分割出來的部分結(jié)構(gòu)圖，其中屬于從NaCl晶體中分割出來的結(jié)構(gòu)圖是A．a(chǎn)和c B．b和c C．b和d D．a(chǎn)和d【答案】D【解析】NaCl晶體是簡單立方體結(jié)構(gòu)，每個(gè)Na＋周圍有6個(gè)Cl－，每個(gè)Cl－周圍有6個(gè)Na＋；與每個(gè)Na＋等距離的Cl－有6個(gè)，且構(gòu)成正八面體，同理，與每個(gè)Cl－等距離的6個(gè)Na＋也構(gòu)成正八面體，由圖可知，a和d屬于從NaCl晶體中分割出來的結(jié)構(gòu)圖，故選D?！纠?】離子晶體熔點(diǎn)的高低取決于晶體中陽離子與陰離子之間的靜電作用，靜電作用大則熔點(diǎn)高，靜電作用小則熔點(diǎn)低。試根據(jù)學(xué)過的知識，判斷、、、四種晶體熔點(diǎn)的高低順序是A． B．C． D．【答案】C【解析】離子晶體中，離子鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高，而離子所帶電荷數(shù)越多，半徑越小，離子鍵越強(qiáng)。、、都帶2個(gè)電荷，、、都帶1個(gè)電荷，，，故熔點(diǎn)，故選：C?！纠?】下列關(guān)于過渡晶體的說法正確的是A．石墨屬于過渡晶體B．SiO2屬于過渡晶體，但當(dāng)作共價(jià)晶體來處理C．絕大多數(shù)含有離子鍵的晶體都是典型的離子晶體D．Na2O晶體中離子鍵的百分?jǐn)?shù)為100%【答案】B【解析】A．石墨為混合晶體，只含一種物質(zhì)，不屬于過渡晶體，故A錯(cuò)誤；B．SiO2屬于過渡晶體，但性質(zhì)上更偏向共價(jià)晶體，故當(dāng)作共價(jià)晶體來處理，故B正確；C．大多數(shù)含有離子鍵的晶體不是典型的離子晶體，而是過渡晶體，故C錯(cuò)誤；D．金屬性越強(qiáng)，氧化物中離子鍵的百分?jǐn)?shù)越大，電負(fù)性相差越大，離子鍵百分?jǐn)?shù)越大，與電負(fù)性有關(guān)，Na2O晶體中離子鍵的百分?jǐn)?shù)是62%，故D錯(cuò)誤；故選：B?！纠?】下列說法不正確的是A．中離子鍵的百分?jǐn)?shù)為62%，則不是純粹的離子晶體，是離子晶體與共價(jià)晶體之間的過渡晶體B．通常當(dāng)作離子晶體來處理，因?yàn)槭瞧螂x子晶體的過渡晶體，在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近C．是偏向離子晶體的過渡晶體，當(dāng)作離子晶體來處理；是偏向共價(jià)晶體的過渡晶體，當(dāng)作共價(jià)晶體來處理D．分子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體和離子晶體都有過渡型【答案】C【解析】A．中離子鍵的百分?jǐn)?shù)為62%，說明還存在共價(jià)鍵，則不是純粹的離子晶體，是離子晶體與共價(jià)晶體之間的過渡晶體，故A正確；B．離子鍵與共價(jià)鍵的區(qū)別在于形成化學(xué)鍵的兩元素電負(fù)性差值，差值大為離子鍵，差值小為共價(jià)鍵，通常當(dāng)作離子晶體來處理，因?yàn)槭瞧螂x子晶體的過渡晶體，在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近，故B正確；C．、均是偏向共價(jià)晶體的過渡晶體，當(dāng)作共價(jià)晶體來處理，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)微粒間存在的作用力分析，分子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體和離子晶體都有過渡型，故D正確；故選C。強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練1．下列說法不正確的是A．Al2O3是偏向離子晶體的過渡晶體，當(dāng)作離子晶體來處理：SiO2是偏向共價(jià)晶體的過渡晶體，當(dāng)作共價(jià)晶體來處理B．Na2O中離子鍵的百分?jǐn)?shù)為62%，則Na2O不是純粹的離子晶體，是離子晶體與共價(jià)晶體之間的過渡晶體C．Na2O通常當(dāng)作離子晶體來處理，因?yàn)镹a2O是偏向離子晶體的過渡晶體，在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近D．分子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體和離子晶體都有過渡型2．下列關(guān)于晶體的說法正確的是A．金屬晶體中一定不含有陰離子B．在NaCl晶胞中，距離Na+最近且等距離的Na+數(shù)目為6C．石英和晶體硅都是共價(jià)晶體，最小環(huán)上都有6個(gè)原子D．分子晶體中，共價(jià)鍵鍵能越大，該晶體的熔沸點(diǎn)越高3．三氯化鐵的熔點(diǎn)為282℃、沸點(diǎn)為315℃，易溶于水，也易溶于乙醚等有機(jī)溶劑。在400℃時(shí)，它的蒸氣中有雙聚分子存在。則三氯化鐵的晶體類型為A．分子晶體 B．共價(jià)晶體 C．金屬晶體 D．離子晶體4．下面的排序不正確的是A．晶體沸點(diǎn)由低到高：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4B．離子鍵由大到?。篘aF＞NaCl＞NaBrC．熔點(diǎn)由高到低：Na＞Mg＞AlD．硬度由大到?。航饎偸咎蓟瑁揪w硅5．下列有關(guān)晶體的敘述中，錯(cuò)誤的是A．氯化鈉晶體中，每個(gè)周圍距離最近且相等的共有6個(gè)B．金屬晶體中，通過密置層疊放得到最密堆積C．干冰晶體中，每個(gè)分子周圍距離最近且相等的分子共有12個(gè)D．金剛石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，每個(gè)碳原子與4個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵6．下列物質(zhì)中，只含有離子鍵的是A． B． C． D．7．有關(guān)結(jié)構(gòu)如下圖所示，下列說法中不正確的是A．在晶胞中，與最鄰近等距離的有6個(gè)B．在干冰晶體中，每個(gè)晶胞擁有6個(gè)分子C．在金剛石晶體中，碳原子與碳碳鍵個(gè)數(shù)比為D．該氣態(tài)團(tuán)簇分子的化學(xué)式為8．下列說法正確的是A．氯化鈉晶體和氫氧化鈉晶體中都只含有一種化學(xué)鍵B．液氨受熱蒸發(fā)時(shí)吸收的熱量用于克服分子間作用力和共價(jià)鍵C．二氧化硅晶體和氧化鎂晶體都屬于共價(jià)晶體D．科學(xué)家制得了一種N4分子(結(jié)構(gòu)為)，其中每個(gè)原子的最外電子層都形成了8個(gè)電子的結(jié)構(gòu)9．化學(xué)用語是學(xué)好化學(xué)知識的重要基礎(chǔ)。下列化學(xué)用語的組合正確的是①CCl4分子的空間填充模型是②H2O2的電子式：③核內(nèi)有12個(gè)中子的Na：④HClO的結(jié)構(gòu)式：H－Cl－O⑤順－2－丁烯的結(jié)構(gòu)簡式為⑥有機(jī)化合物CH3CH2NO2與H2NCH2COOH是同分異構(gòu)體⑦基態(tài)氮原子軌道表示式：⑧NaCl的晶胞A．1個(gè) B．2個(gè) C．3個(gè) D．4個(gè)10．下列化合物中，含有離子鍵的是A．H2O B．HF C．MgCl2 D．SO211．下列物質(zhì)中，含有共價(jià)鍵的離子化合物是A．NH3 B．HCl C．NaOH D．NaCl12．下列關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的說法錯(cuò)誤的是A．的空間結(jié)構(gòu)為四面體形B．熔點(diǎn)：C．甲醛(分子中的鍵角小于光氣分子中的鍵角D．基態(tài)氮原子有