離子鍵離子晶體課件高二下學(xué)期化學(xué)選擇性必修2

專題3微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)第二單元

離子鍵

離子晶體

能結(jié)合實(shí)例描述離子鍵的成鍵特征及其本質(zhì)，能解釋和預(yù)測(cè)同類型離子化合物的某些性質(zhì)；

能描述常見類型的離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)；

能運(yùn)用模型和有關(guān)理論解釋不同類型離子化合物的晶胞構(gòu)成。學(xué)習(xí)目標(biāo)

大多數(shù)活潑金屬的氯化物和一些鹽類在熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姡f明這些化合物中存在著帶正電荷的陽離子和帶負(fù)電荷的陰離子，這些陰、陽離子結(jié)合形成離子化合物。Cl-Na+離子鍵被破壞1.鈉原子與氯原子是如何結(jié)合形成氯化鈉的？你能用電子式表示氯化鈉的形成過程嗎？2.根據(jù)元素金屬性和非金屬性的差異，你知道哪些原子之間能形成離子鍵嗎？溫故知新

當(dāng)陰、陽離子之間的靜電引力和靜電斥力達(dá)到平衡時(shí)，陰、陽離子保持一定的平衡核間距，形成穩(wěn)定的離子鍵，整個(gè)體系達(dá)到能量最低狀態(tài)。一、離子鍵的形成1、離子鍵：陰、陽離子之間通過靜電作用形成的化學(xué)鍵3、離子化合物：由離子鍵形成的化合物2、離子鍵的成鍵微粒：陰、陽離子NaCl陰離子：?jiǎn)魏穗x子或多核離子，如Cl-、O2-、H-、O22-、OH-、SO42-等。陽離子：金屬離子(如K+、Na+、Mg2+)或銨根離子（NH4+）。4、離子鍵的特征：離子鍵沒有方向性和飽和性（1）、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，即沒有方向性。（2）、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，即沒有飽和性。離子鍵只存在于離子化合物中：大多數(shù)鹽、強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、氫化物等。AlCl3不是離子化合物理解應(yīng)用1、下列關(guān)于化學(xué)鍵的敘述中，正確的是（

）A.離子化合物中可能含共價(jià)鍵B.共價(jià)化合物中可能含離子鍵C.離子化合物中只含離子鍵D.離子化合物中一定含金屬陽離子2、具有下列外圍電子排布式的基態(tài)原子中，能形成AB2型離子化合物的是（

）A.2s22p2與2s22p4B.3s23p4與2s22p4C.3s2與2s22p5D.3s2與3s23p1AC3、寫出下列微?；蛭镔|(zhì)的電子式CaOMgCl2Na2ONaOHNH4ClNa2O24、用電子式表示下列離子化合物的形成過程MgCl2

Na2ONa

OH［］＋—××NaONa［］2-++××NaOONa［］2-++××

在常溫、常壓下，簡(jiǎn)單的陰、陽離子形成的離子化合物大多數(shù)以晶體的形式存在。通過學(xué)習(xí)有關(guān)離子鍵和離子晶體的知識(shí)，你知道構(gòu)成離子晶體的微粒是什么嗎？離子晶體中微粒間的作用是什么？交流討論二、離子晶體1、定義：由陰、陽離子按一定方式有規(guī)則地排列形成的晶體2、構(gòu)成微粒：陰離子和陽離子3、微粒間的作用力：離子鍵4、晶格能（符號(hào)：U）：衡量離子晶體中陰、陽離子間相互作用力的大小的物理量（1）.定義：

拆開1mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和氣態(tài)陽離子時(shí)所吸收的能量。

例如NaCl(s)→Na+(g)＋Cl－(g)U=786kJ·mol－1（2）.意義：晶格能越大

，表明離子晶體中的離子鍵越牢固

。

根據(jù)晶格能的大小可以解釋和預(yù)測(cè)離子化合物的某些物理性質(zhì)。請(qǐng)根據(jù)表3-2中的有關(guān)信息，分析影響晶格能的因素，并討論離子晶體的晶格能與其熔點(diǎn)等物理性質(zhì)的關(guān)系。交流討論離子半徑越小，離子所帶電荷越多晶格能越大離子晶體中的離子鍵越牢固離子晶體的熔點(diǎn)越高、硬度越大優(yōu)良的耐高溫材料理解應(yīng)用2、離子化合物NaCl、KCl和RbCl的熔點(diǎn)由高到低的順序是

。1、為什么NaCl和CsCl的硬度大、熔沸點(diǎn)高？硬度熔點(diǎn)沸點(diǎn)NaCl大801℃1413℃CsCl645℃645℃

離子晶體中，陰、陽離子間有強(qiáng)烈的相互作用（離子鍵），要克服離子間的相互作用使物質(zhì)熔化和沸騰，就需要較多的能量，因此往往具有較高的熔沸點(diǎn)。4、離子晶體的一些性質(zhì)（1）、硬度陰陽離子間有較強(qiáng)的離子鍵，使離子晶體的硬度較大，難于壓縮。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。發(fā)生滑動(dòng)施加外力陽離子陰離子同種電荷相互排斥，使晶面裂開——硬度較大（2）、導(dǎo)電性

離子晶體中，離子鍵較強(qiáng)，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。

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（實(shí)質(zhì)上是水合離子），在外界電場(chǎng)作用下，陰、陽離子定向移動(dòng)而導(dǎo)電。

當(dāng)升高溫度時(shí)，陰、陽離子獲得足夠能量克服離子間的相互作用，成為自由移動(dòng)的離子（熔融狀態(tài)），在外界電場(chǎng)作用下，離子定向移動(dòng)而形成電流。——離子晶體不導(dǎo)電，熔融態(tài)或溶于水后能導(dǎo)電（3）、溶解性

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。

當(dāng)把離子晶體放入水中時(shí)，極性水分子對(duì)離子晶體中的離子產(chǎn)生吸引作用，使晶體中的離子克服了離子間的作用而電離，變成在水中自由移動(dòng)的離子。（4）、離子晶體一般具有較高的熔、沸點(diǎn)，難揮發(fā)5、常見的離子晶體結(jié)構(gòu)類型（1）、氯化鈉型的晶體結(jié)構(gòu)每個(gè)Na+周圍有

個(gè)距離相等的Cl－，每個(gè)Cl－周圍有

個(gè)距離相等Na+。66八個(gè)一樣的小立方體堆積成一個(gè)大的立方體配位數(shù)：與一個(gè)離子周圍距離相等的異電性離子的數(shù)目Na+、Cl－均為配位數(shù)：6圍成一個(gè)正八面體在前后左右上下的位置氯化鈉型的晶體結(jié)構(gòu)每個(gè)NaCl晶胞中含有

個(gè)Na+和

個(gè)Cl－44屬于NaCl型離子晶體的還有KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO、CaS等。與某個(gè)Na+最近且等距離的Na+個(gè)數(shù)與某個(gè)Cl－最近且等距離的Cl－個(gè)數(shù)都是12個(gè)

同層4個(gè)，上層4個(gè)，下層4個(gè)理解應(yīng)用1、CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似（如圖1所示），但CaC2晶體中啞鈴形C22-的存在，使晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)。CaC2晶體中1個(gè)Ca2+周圍距離最近的C22-

數(shù)目為

。62、某離子化合物A3B的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。晶體中與一個(gè)B3-相緊鄰的A+有

個(gè)，與一個(gè)A+相緊鄰的B3-有

個(gè)。理解應(yīng)用B3-A+62CsCl、CsBr、CsI、NH4Cl等晶體都屬于氯化銫型離子晶體。氯化銫晶胞的結(jié)構(gòu)如圖3-17所示。1.每個(gè)CsCl晶胞中含有幾個(gè)Cs+和幾個(gè)Cl-？2.CsCl晶胞中，每個(gè)離子周圍帶相反電荷離子的數(shù)目各是多少？3.NaCl、CsCl都是AB型離子化合物，其中一種離子周圍緊鄰的帶相反電荷的離子數(shù)目卻不同。你認(rèn)為造成這一差異的可能原因是什么？學(xué)以致用均為1個(gè)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)均為888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)。66在前后左右上下的位置

在NaCl晶體中，每個(gè)Na+的周圍有6個(gè)Cl-，而在CsCl晶體中，每個(gè)Cs+的周圍有8個(gè)Cl-。兩者的數(shù)目之所以不同，主要在于離子半徑的差異。Cs+的半徑要大于Na+，因而可以吸引更多的Cl-?？梢姡x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、陽離子的相對(duì)大小。CsCl晶胞常見晶體的配位數(shù)CaF2Ca2+F-Ca2+周圍最近的F-:8個(gè)，F(xiàn)-周圍最近的Ca2+:4個(gè)F-周圍最近的F-:6個(gè)（上下、左右、前后）Ca2+周圍最近的Ca2+:12個(gè)（構(gòu)成面心立方）拓展視野

硫酸銨晶體的結(jié)構(gòu)

一直以來，人們認(rèn)為銨鹽晶體中銨根離子和酸根離子間是通過離子鍵結(jié)合的。但科學(xué)家通過X射線衍射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，1個(gè)(NH4)2SO4晶胞中含有4個(gè)SO42-和8個(gè)NH4+，如圖3-18所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，圖中“H…O”原子間的距離為