高中化学_《离子晶体》课件_新人教版选修3
人教版高中化学选修三课件:第三章 专题课 晶体堆积模型及晶胞相关计算ppt
例5 右图为NaCl晶胞结构,已知FexO晶体晶胞结构为 NaCl型,由于晶体缺陷,x值小于1。测知FexO晶体的
密度为ρ=5.71g/cm3,晶胞边长为4.28×10-10m。
探究1:已知铜晶胞是面心立方晶胞,其晶胞特征如右图所示。 若已知该晶体的密度为a g/cm3,NA代表阿伏加德罗常数,相对原子质量为64 , 请回答:
[来源:学科网]
①晶胞中铜原子的配位数为________ ,一个晶胞中原子的数目为________; ②该晶体的边长为_______________,铜原子半径为________(用字母表示)。 列式并计算Cu空间利用率________________
D.YBa2Cu4O7
题型4、 晶体密度、粒子间距离的计算
例4右图为NaCl晶胞结构示意图。 (1)用X射线衍射法测得晶胞的边长为a cm,求该温度下NaCl晶体的密度。
ρ=m/V=
(2)晶体的密度为ρg/cm3,则晶体中Na +与Na+之间的最短距离是多少?
[练习3]. 已知 NaCl 的摩尔质量为 M g·mol-1, 食盐晶体的密度为ρg·cm-3,若下图中Na+与最邻 近的Cl- 的核间距离为 a cm,那么阿伏加德罗常 数的值可表示为 D
【巩固练习】 1.Al2O3在一定条件下可制得AlN,其晶体结构如图2所示,该 晶体中Al的配位数是_________ .
2.六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似, 硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼晶胞中含有______个 氮原子、_______个硼原子,立方氮化硼的密度是____________g·cm-3(只 要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数为NA)
高中化学_选修三_第三章_第一节_晶体的常识精品__新人教版ppt课件
经不同途径得到的晶体
(见教材P61图3~2)
4、晶体形成的途径
熔融态物质凝固。 气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 溶质从溶液中析出。
问题与思考
粉末状的固体是否都为非晶体呢? 一些晶体的显微照片:(见教材P61图3~3)
那么怎样判断固体是晶体还是非晶体呢?
5、晶体的特性
<1>.有规则的几何外形
学与问(教材64页: )
学与问答案: 2 2 8 8
作业: 教材P64 3:列式计算下图晶胞中各有多少个原子
二氧化碳及其晶胞
思考
6 1.NaCl晶体中,每个Na+周 围最近距离的Cl-有 个?
6 每个Cl-周围最近距离的
Na+有 个?
2.围在最Na近Cl距晶离体的中N,a+每有个12N个a+?周
(晶体内部质点和外形质点排列的高度有序性)
<2> .有固定的熔沸点 <3> .各向异性(强度、导热性、光学性质等) <4>.当一波长的x-射线通过晶体时,会在记录仪上看到分立的斑点或者普
线.
(教材63页图3-6)
区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是: 对固体进行X—射线衍射实验。(见课本P62科学视野)
每个晶胞中所含的Na+和Cl-
的个数均为4个,即含4个
∴“N每aC个l”晶。胞的质量为:6.025×8.51023×4g 每个晶胞的体积为:(a×10-8)3㎝3
故NaCl晶体的密度为:
a10-8cm
58.5 6.02×1023
×4
(a×10-8㎝)3
=
0.39 g. ㎝-3 a3
解法2:晶体中最小正方体中所含的Na+和Cl-的个数均为:
人教版高中化学选修三《物质结构与性质》优质课件【全套】
1926年,奥地利物理学家薛定谔等 以量子力学为基础提出电子云模型
质子(正电) 原子核 原子 (正电) 中子(不带电)
不显 电性 核外电子 分层排布
(负电) 与物质化学性质密切相关
学与问
核外电子是怎样排布的?
二、能层与能级
1、能层
电子层
能层名称 一 二 三 四 五 六 七 能层符号 K L M N O P Q
N
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
能级 电子 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14
数
能层 2 8 电子
18
32
数 2n2 2n2
2n2
2n2
三、构造原理与电子排布式
1、构造原理
多电子基态原子的电子按能级交错的形式排布
电子排布顺序 1s
→ 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → → 5s → 4d → 5p → → 6s → 4f → 5d → 6p……
一、开天辟地——原子的诞生
1、原子的诞生
宇宙大爆炸2小时:大量氢原子、少量氦原子 极少量锂原子
140亿年后的今天: 氢原子占88.6% 氦原子为氢原子数1/8 其他原球中的元素
绝大多数为金属元素 包括稀有气体在内的非金属仅22种 地壳中含量在前五位:O、Si、Al、Fe、Ca
22 钛 Ti 1s2 2s22p6 3s23p63d2 4s2
序数 名称 符号 K
L
M
N
1 氢 H 1s1
2 氦 He 1s2
3 锂 Li 1s2 2s1
4 铍 Be 1s2 2s2
5
硼
B 1s2 2s22p1
6
高二化学选修3第三章第一节晶体的常识课件
A B
C
化学式: ABC3
探究(即自学检测即课本P64学与问):
下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶 胞的示意图,数一数,它们分别平均含几个原子?
钠、锌晶胞都是:8×1/8+1=2; 碘:(8×1/8+6×1/2)×2=8; 金刚石:8×1/8+6×1/2+4=8。
非晶体:没有规则几何外形的固体。 如玻璃、橡胶、石蜡、塑料等
2.分类
离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 混合型晶体
晶体
如NaCl、CsCl等 如金刚石、晶体硅等 如冰、干冰等 如铁、铝等 如石墨
NaCl晶体结构示意图:
Cl-
Na+
金刚石晶体 结构示意图
干 冰 晶 体 结 构
晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图
1.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 ( A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体有自范性但排列无序 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO2一定是晶体
2.区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是 ( A.熔沸点 B.硬度 C.颜色 D.x-射线衍射实验
C
)
D
)
3.下列不属于晶体的特点是( D ) A.有固定的几何外形 B.有各向异性 C.有固定的熔点 D.一定是无色透明的固体
析晶
4.晶体形成的途径
⑴熔融态物质凝固. ⑵气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华). ⑶溶质从溶液中析出.
5 晶体的特性
⑴自范性(规则的几何外形) ⑵各向异性(强度、导热性、光学性质等)
⑶有固定的熔点
⑷能使X-射线产生衍射 (最科学的区别晶体和非晶体的方法)
• 1.石墨(C)和蓝宝石(Al2O3· SiO2)是常见的晶体, 其中石墨的结构呈层状,在与层垂直方向的导电 率为与层平行方向上导电率的1/10000;蓝宝石 在不同方向上的硬度是不同的. • 2.石蜡和玻璃都是非晶体,如果将二者加热,当温 度升高到一定程度后,开始软化,流动性增强,最 后变成液体.整个过程温度不断上升,并且在这 个过程中没有固定的熔解热效应.
人教版高中化学选修3---第四节-----离子晶体讲解及习题
1.了解离子晶体的结构特点。
2.能根据离子晶体的结构特点解释其物理性质。
3.了解晶格能的定义及应用。
细读教材记主干1.什么是离子键?其成键微粒有哪些?提示:带相反电荷离子之间的相互作用叫作离子键,其成键微粒是阴、阳离子。
2.由离子键构成的化合物叫离子化合物;离子化合物一定含离子键,可能含共价键,含离子键的化合物一定是离子化合物。
3.离子晶体是由阴、阳离子通过离子键结合而成的晶体。
决定离子晶体结构的重要因素有:几何因素(正负离子的半径比),电荷因素(正负离子的电荷比),键性因素(离子键的纯粹程度)。
4.离子晶体硬度较大,难以压缩,具有较高的熔点和沸点,固体不导电,溶于水或在熔融状态下可以导电。
[新知探究]1.概念由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。
(1)构成粒子:阳离子和阴离子。
(2)作用力:离子键。
2.决定晶体结构的因素3.熔、沸点熔、沸点较高,难挥发硬度硬度较大,难以压缩溶解性一般在水中易溶,在非极性溶剂中难溶1.离子晶体中的“不一定”(1)离子晶体中不一定都含有金属元素,如NH4NO3晶体。
(2)离子晶体的熔点不一定低于原子晶体,如MgO的熔点(2 800 ℃)高于SiO2的熔点(1 600 ℃)。
(3)离子晶体中除含离子键外不一定不含其他化学键,如CH3COONH4中除含离子键外,还含有共价键、配位键。
(4)由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体,如AlCl3是分子晶体。
(5)含有阳离子的晶体不一定是离子晶体,也可能是金属晶体。
(6)离子晶体中不一定不含分子,如CuSO4·5H2O晶体。
[对点演练]1.(2016·邢台高二检测)CaC 2晶体的晶胞结构与NaCl 晶体的相似(如图所示),但CaC 2晶体中由于哑铃形C 2-2的存在,使晶胞沿一个方向拉长。
下列关于CaC 2晶体的说法中正确的是( )A .1个Ca 2+周围距离最近且等距离的C 2-2数目为6 B .该晶体中的阴离子与F 2是等电子体C .6.4 g CaC 2晶体中含阴离子0.1 molD .与每个Ca 2+距离相等且最近的Ca 2+共有12个解析:选C 依据晶胞示意图可以看出,晶胞的一个平面的长与宽不相等,再由图中体心可知1个Ca 2+周围距离最近的C 2-2有4个,而不是6个,故A 错误;C 2-2含电子数为2×6+2=14,F 2的电子数为18,二者电子数不同,不是等电子体,故B 错误;6.4 g CaC 2为0.1mol ,CaC 2晶体中含阴离子为C 2-2,则含阴离子0.1 mol ,故C 正确;晶胞的一个平面的长与宽不相等,与每个Ca 2+距离相等且最近的Ca 2+应为4个,故D 错误。
化学:3.4《离子晶体》PPT课件(新人教版-选修3)
综合应用
NiO的摩尔质量M g/mol,密度为ρg/mL,阿伏 加德罗常数为NA,
求晶胞中两个距离最近的氧离子中心间的距 离为多少cm?
综合应用
Hale Waihona Puke (2)天然的和大部分人工制备的 晶体都存在各种缺陷,例如在 某种NiO晶体中就存在以下缺陷: 一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被 两个Ni3+所取代。其结果晶体仍 呈电中性,但化合物中Ni和O的 比值却发生了变化。某氧化镍 样品组成为Ni0.97O, 试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。 参考答案: Ni3+ :Ni2+=6 :91
计算方法:均摊法 顶点占1/8;棱占1/4;面心占1/2;体心占1
(3)与Na+等距离且最近的Na+ 、Cl- 各有几个?
与Na+等距离且最近的Cl- 有:6个
与Na+等距离且最近的Na+ 有:12个
(2)氯化铯型晶胞
CsCl晶胞
(1)铯离子和氯离子的位置:
铯离子:体心
氯离子:顶点;或者反之。
(2)每个晶胞含铯离子、氯 离子的个数 铯离子:1个 ;氯离子:1个 (3)与铯离子等距离且最近 的铯离子、氯离子各有几个? 铯离子:6个 ;氯离子:8个
3.4《离子晶体》
2Na + Cl2 == 2NaCl
Na
+11
+17
Cl
Na+
+11
+17
Cl-
Na+ Cl-
一、离子键
1、定义:
2、常见物质
一、离子晶体
1、定义:由阳离子和阴离子通过离
邳州市第二中学2013年高中化学选修三课件第四节 离子晶体
稳定性 最能反映离子晶体________的数据。晶格 稳定 能越大,形成的离子晶体越______,而且
越高 越大 熔点_____,硬度______。
想一想 2.NaCl与KCl,NaCl与MgCl2哪一个晶格能
更大?
提示:晶格能:NaCl>KCl;MgCl2 >NaCl。
自主体验
1.(2012· 哈尔滨高二质检)离子晶体不可能具
③每个晶胞中平均含有Cs+的数目是8×1/8 =1,Cl-的数目也是1,由此亦可推知该晶
体的化学式为CsCl。
(3)CaF2型晶体结构模型
①Ca2+的配位数是8:每个Ca2+周围同时吸 引着最近且等距离的F-是8个,构成正六面 体;F-的配位数也是4:每个F-周围同时吸 引着最近且等距离的Ca2+是4个,构成正四 面体。由此可推知该晶体的化学式为CaF2。
铯晶体中Cs+和Cl-的个数比为1∶1。
要点2
离子晶体的物理性质
探究导引3 影响离子键强弱的因素有哪些? 提示:离子半径和离子所带电荷数。一般地, 阴、阳离子半径越小,所带电荷数越多,则离 子键就越强。
要点归纳 1.熔、沸点 具有较高的熔、沸点,难挥发。因为在离子 晶体中,阴、阳离子间有较强的离子键,要 克服离子间的相互作用使物质熔化和沸腾, 就需要较多的能量。
体中阴、阳离子个数比的最简式。如:在
NaCl和CsCl晶体中,都不存在单个的NaCl 和CsCl分子。而Na2O2的阴离子为 O2- , 2 阳离子为Na+,故晶体中阴、阳离子的个数 比为1∶2,而不是1∶1。
2. 属于NaCl型的离子晶体还有KCl、NaBr、 LiF、CaO、MgO、CaS等;属于CsCl型的 离子晶体还有CsBr 、CsI、 NH4Cl等。
人教版高中化学选修3课件第一节晶体的常识
3.有规则的几何外形的固体一定是晶体吗? 提示 有规则几何外形或美观、对称外形的固体不一定是晶体。例如,玻璃制品 可以塑造出规则的几何外形,也可以具有美观对称的外观。
4.有固定组成的物质一定是晶体吗? 提示 具有固定组成的物质也不一定是晶体,如某些无定形体也有固定的组成, 如无定形SiO2。
完成课前学 习
探究核心任 务
(8)同一物质可能是晶体,也可能是无定形体。( ) (9)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是确定有没有固定熔点。( ) (10)雪花是水蒸气凝华得到的晶体。( ) (11)溶质从溶液中析出可以得到晶体。( ) 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)√ (9)× (11)√
第一节 晶体的常识
完成课前学 习
探究核心任 务
学业要求
素养对接
1.能说出晶体与非晶体的区别。
2.能结合实例描述晶体中微粒排列的 微观探析:晶体与非晶体的区别。
周期性规律。
模型认知:晶胞的判断与相关计算。
3.认识简单的晶胞。
完成课前学 习
探究核心任 务
一、晶体 1.晶体与非晶体的本质差异
晶体 非晶体
提示 不表示,只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。
完成课前学 习
探究核心任 务
[自 我 检 测]
1.判断正误,正确的打“√”;错误的打“×”。 (1)有规则几何外形的固体就是晶体。( ) (2)熔融态的晶体冷却凝固,得到的固体不一定呈规则的几何外形。( ) (3)晶胞都是平行六面体。( ) (4)晶胞是晶体的最小重复单元。( ) (5)不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同。( ) (6)晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞。( ) (7)已知晶胞的组成也无法推知晶体的组成。( )
人教版高中化学选修三课件:第三章 第一节 晶体的常识(26张PPT)
You made my day!
我们,还在路上……
解析:甲中X位于立方体体心,有1个,Y位于立方体的
顶点,实际有
1 8
×4=
1 2
个,N(X)∶N(Y)=1∶
1 2
=2∶1,
故甲的化学式为X2Y;乙中A有
1 8
×8=1个,B有
1 2
×6
=3个,C在体心,有1个,故N(A)∶N(B)∶N(C)=
1∶3∶1;丙中D点被8个同样的晶胞共用,故结合E的个
解析
解析:晶胞中的粒子分为4种:①体心上的粒
子完全属于该晶胞;②面心上的粒子
1 2
属于该
晶胞;③棱上的粒子
1 4
属于该晶胞;④顶点上
的粒子
1 8
属于该晶胞。本题粒子Y位于体心,粒子X位于顶
点,所以该晶体的化学式为Y2X(或XY2)。观察图,4个X和1
个Y构成了一个正四面体,故∠XYX=109°28′。
D.粉末状固体一定不是晶体 解析:晶体的特点有:内部粒子排列得高度有序性、
有自范性和各向异性。当晶体的晶粒较小时,即为粉
末状,故D不正确。
答案:D
3.某物质的晶体内部一截面上原子的排布情况
如右图所示,则该晶体的化学式可表示为
()
A.A2B
B.AB
C.AB2
D.A3B
解析:由该晶体一截面上原子的排布情况可知,每一个A
数是8个。
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•不习惯读书进修的人,常会自满于现状,觉得没有什么事情需要学习,于是他们不进则退2022年4月13日星期三2022/4/132022/4/132022/4/13 •读书,永远不恨其晚。晚比永远不读强。2022年4月2022/4/132022/4/132022/4/134/13/2022 •正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献,并挑选出有意义的部分。2022/4/132022/4/13April 13, 2022 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。
高二化学选修3离子晶体
精选2021版课件
5
6、影响离子键强弱的因素:
离子半径和 离子电荷
F
K
Q1Q2 r2
同种类型的离子晶体,通常离子半径 越 、小离子带电荷越 多,离子键就越 。 离强子 键 越 强 , 破 坏 它 所 需 能 量 就 越 。熔点大就越 。 高
精选2021版课件
6
7、离子键的特征
• 没有方向性:
阴阳离子是球形对称的,电荷的分布也是 球形对称的,它们在空间各个方向上的静电 作用相同,都可以和带不同电荷的离子发生 作用
第四节 离子晶体
精选2021版课件
1
知识回顾:离子键
1、 使阴、阳离子结合成离子称化为合物离的子静键电作。用
2、成键的微粒:阴、阳离子 3、成键的本质:阴阳离子间的静电作用
4、成键的条件:活泼金属元素的原子和活 泼的非金属元素的原子
形成条件:一般电负性差值大于1.7
精选2021版课件
4
5.常见的离子化合物 思考
分子组成的是
A.NH4Cl
B.SiO2
ห้องสมุดไป่ตู้
C.P4 D.Na2SO4
问题反思——化学式能否表示分子,关 键能判断该物质是否分子晶体
精选2021版课件
37
4.下列有关晶体的叙述中不正确的是 ( ) A.金刚石的网状结构中,由共价键形成的碳 原子环中,最小的环上有6个碳原子 B. 氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等的 Na+离子共有6个 C.氯化铯晶体中,每个铯原子周围紧邻8个氯 原子 D.干冰晶体中,每个二氧化碳分子周围紧邻 12个二氧化碳分子
哪些物质中含有离子键?
1、活泼的金属元素(IA、IIA)和活泼的非金 属元素(VIA、VIIA)形成的化合物。
高中化学 人教版选修3 第3章第4节 离子晶体(教学设计、教案、学案
第4节离子晶体第一课时离子晶体学习目标:1.能通过电子的得失来说明离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征来解释其物理性质。
2.了解NaCl晶体、CsCl 晶体、CaF2晶体的结构,掌握阴、阳离子的配位数。
3.了解影响晶体中离子配位数的因素——几何因素和电荷因素。
[知识回顾]1.什么是离子键?什么是离子化合物?答:阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键叫做离子键。
含有离子键的化合物称为离子化合物。
2.下列物质中属于离子化合物的是①②④⑤⑥⑦,只含离子键的离子化合物是①⑤⑥⑦。
①Na2O②NH4Cl③O2④Na2SO4⑤NaCl⑥CsCl⑦CaF23.我们已经学习过几种晶体?它们的结构微粒和微粒间的相互作用分别是什么?答:晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体结构微粒分子原子金属阳离子和自由电子微粒间的相分子间作用力共价键金属键互作用力1.离子键(1)离子键的实质:是静电作用,它包括阴、阳离子之间的引力和两种离子的原子核之间以及它们的电子之间的斥力两个方面,当引力与斥力之间达到平衡时,就形成了稳定的离子化合物,它不显电性。
(2)离子键的特征:没有方向性和饱和性。
因此,以离子键结合的化合物倾向于形成紧密堆积,使每个离子周围尽可能多地排列异性电荷的离子,从而达到稳定的目的。
2.离子晶体(1)离子晶体:阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体称为离子晶体。
(2)常见离子晶体的配位数:在NaCl晶体中阳离子和阴离子的配位数都是6;在CsCl晶体中,阳离子和阴离子的配位数都是8;在CaF2晶体中,Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4。
(3)离子晶体中阴阳离子配位数的决定因素:几何因素、电荷因素和键性因素。
(4)离子晶体的物理性质:硬度大,难压缩,熔、沸点高。
知识点一离子键与离子晶体1.离子键(1)成键元素:活泼金属元素(如K、Na、Ca、Ba等,主要是第ⅠA族和第ⅡA族元素)和活泼非金属元素(如F、Cl、Br、O等,主要是第ⅥA族和第ⅦA族元素)相互结合时多形成离子键。
高中化学选修3 第三章 晶体结构与性质 第四节:离子晶体
(A)1:3:1 (B) 2:3:1 (C)2:2:1 (D)1:3:3
立方晶胞顶点粒子为8个晶胞共有
棱上粒子为4个晶胞共有 面上粒子为2个晶胞共有
A:B:C = 1/8×8 : 1/2×6 : 1 = 1 : 3 : 1
练习 5 某物质的晶体中含A、B、C三种元素, 其排列方式如图,则该离子晶体的化学式是 (AB3C)
(5)配位数:离子晶体中离子的配位数是指一个离 子周围最邻近的异电性离子的数目
(4) 导电性 固态不导电,水溶液或者熔融状态下能导电。
(1)NaCl晶体中离子的配位数
3 1 6 1 2 5 4 3 6 2
5
4
这几个Na+在空间 构成的几何构型 为 正八面体 。
可见:在NaCl晶体中,钠离子、氯离子按一定的规律在空间排列成 立方体。每个钠离子周围同时吸引着6个氯离子,每个氯离子也同 时吸引着6个钠离子。每个Na+周围距离最近的Na+有 12 个
氯化钠晶体结构
6
4 1 3 5 2
TO目录 TO模型
思考: 与一个钠离 子相邻最近 且距离相等 的氯离子有 多少个?距 离是多少? (图示距离 为 a)
a
氯化钠晶体结构
11 5 9 2 8
TO目录 TO模型
思考: 与一个钠离 子相邻最近 且距离相等 的钠离子有 多少个?距 离是多少? (图示距离 为 a)
特殊: AlCl3、NH4Cl等
常见的离子晶体:强碱、部分金属氧化物、绝大 部分盐类。
讨论一:
NaCl晶体不导电,但在熔融状态或水溶液时能 导电? 1、当晶体受热熔化时,由于温度的升高,离 子的运动加快,克服了阴、阳离子间的引力,产 生了能自由移动的阴、阳离子,所以熔融的NaCl 能导电。 2、当晶体溶于水时,由于水分子的作用,使 Na+和Cl-之间的作用力减弱,NaCl成为能自由移 动的水合钠离子和水合氯离子,所以NaCl水溶液 能导电。
人教版高中化学选修三《创新设计》电子版ppt课件3-4
实验探究
活页规范训练
【慎思1】 (1)离子晶体中存在共价键吗? (2)晶体中只要有阳离子,一定有阴离子吗? 提示 (1)有些离子晶体如NaOH、NH4Cl、Na2SO4中存在 共价键,有些离子晶体中不存在共价键如NaCl、MgO等。 (2)晶体中有阳离子不一定有阴离子,如金属晶体是由金属 阳离子与自由电子构成,但若有阴离子必然有阳离子。
自主探究
精要解读
实验探究
活页规范训练
要点二 | 晶格能
1.晶格能是离子晶体中离子间结合力大小的一个量度。 晶格能越大,表示离子晶体越稳定,破坏其晶体耗能 越多。我们知道离子晶体间存在着离子间的静电引 力,因此,晶格能本质上是离子间静电引力大小的量 度。
2.晶格能的影响因素 离子晶体中电荷数越多,核间距越小,晶格能越大。
C.CaO>BaO>NaCl>KCl
D.CaO>BaO>KCl>NaCl
解析 (1)离子晶体中阴、阳离子所带电荷越多,晶格能越
大,阴、阳离子的离子半径越小,其间距越小,晶格能越大。
(2)晶格能越大,晶体的熔点越高。
答案 C
自主探究
精要解读
实验探究
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【体验2】► 已知硅酸盐和石英的晶格能如下表:
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实验探究九 晶体的基本类型与性质比较
【探究原理】
晶体的类型直接决定晶体的物理性质,如熔、沸点,硬度,导 电性,延展性,水溶性等。而晶体的类型本质上又是由构成 晶体的微粒及微粒间的作用力决定的,通常可以由晶体的 特征性质来判断晶体所属类型。下表对四种晶体类型进行 了对比。
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3-4离子晶体
第三章 晶体结构与性质
5.离子晶体的物理性质
(1)离子晶体具有较高的熔、沸点和难挥发的性质。
(2)离子晶体硬而脆,难以压缩。 (3)离子晶体不导电,熔化或溶于水后能导电。 注意: ①溶于水能导电的不一定是离子晶体,如HCl等。
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②熔化后能导电的晶体不一定是离子晶体,如Si、石墨、
- + -
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+
胞共用,属于该晶胞的Cl-仅占1/8),
第三章 晶体结构与性质
6个Cl 分别位于晶胞的6个面心上,则属于该晶胞的Cl
-
-
1 相当于3个( ×6=3,面心上的每个Cl-同时被2个晶胞共 2
用,属于该晶胞的Cl-仅占1/2),所以一个晶胞中共含有4个 Cl-。可见NaCl晶体中Na+、Cl-的个数比为1∶1。图中位 于晶胞中心的Na+实际上共有3个平面通过它,通过中心Na
下列叙述正确的是(
)
A.离子晶体中一定含有活泼金属元素的离子 B.离子晶体都是化合物 C.固态不导电、水溶液能导电,这一性质能说明某晶 体一定是离子晶体
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D.离子晶体一般具有较高的熔点
第三章 晶体结构与性质
[解析]
某些离子晶体可能只含有非金属元素的原子,
如NH4Cl、CH3COONH4 等,因此选项A不正确。离子晶体
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的 ________ 。 决 定 离 子 晶 体 中 离 子 的 配 位 数 的 因 素 有
________因素、________因素、________因素。 (1)几何因素是指__________________。它是决定离子 晶体结构的重要因素。
第三章 晶体结构与性质
人教版高中化学选择性必修2:金属晶体与离子晶体【精品课件】
• (3)碳化硅、二氧化碳、碳酸钠均为含碳化合物,分 别属于哪类晶体?三者的熔点由低到高的顺序如何?
• 【答案】碳化硅是共价晶体,二氧化碳是分子晶体, 碳酸钠是离子晶体。熔点由低到高的顺序是二氧化碳< 碳酸钠<碳化硅。
[深化理解]
• 1.四类晶体的比较
晶体类型 金属晶体 离子晶体 分子晶体
共价晶体
金属晶体与离子晶体
素养目标
学法指导
1.结合常见的离子化合物和金属单质 1. 认 识 各 晶 体 可 采 取 对 比 的 方
的实例,认识这些物质的构成微粒、 法,判断出不同类的晶体构成微
微粒间相互作用与物质性质的关系 粒、微粒间的作用与物质性质的
2.知道介于典型晶体之间的过渡晶体 内在关系
及混合型晶体是普遍存在的
()
• (5)氧化镁是典型的碱土金属氧化物,严格来说,氧
化镁晶体属于过渡晶体。
()
• (6)离子晶体受热熔化时破坏化学键,吸收能量,属
于化学变化。
()
• 【答案】(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)×
课堂·素养初培
• 任务一 金属键与金属晶体
核心素养
考查途径
通过对金属晶体的构成微粒、微粒间的
展性等。
• 任务二 四类晶体的结构与性质比较
核心素养
考查途径
通过对四类晶体的构成微粒、微粒间的
素养探源 宏观辨识与微观探 作用力的分析,考查学生根据物质组成
析
和性质,从实质上进行认知、辨别及预
测各类物质所具有的一般性质的能力
[情境导入]
• (1)离子晶体中除含有离子键外,是否含有共价键? • 【答案】离子晶体中除含有离子键外,可能含有共价键。 如和共Na价2O键2、。NaOH、Ba(OH)2、NH4Cl、Na2SO4中均含离子键 • (2)离子晶体的熔点一定低于共价晶体吗? • 【答案】不一定。离子晶体的熔点不一定低于共价晶体。 如SiOM2的gO熔是点离。子晶体,SiO2是共价晶体,但MgO的熔点高于
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(2)天然的和大部分人工制备的 晶体都存在各种缺陷,例如在 某种NiO晶体中就存在以下缺陷: 一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被 两个Ni3+所取代。其结果晶体仍 呈电中性,但化合物中Ni和O的 比值却发生了变化。某氧化镍 样品组成为Ni0.97O,试计算该晶 体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。 参考答案: Ni3+ :Ni2+=6 :91
练习
1、下表列出了有关晶体的知识,其中错误的是( B ) A B C D
晶体
组成晶体的微粒
硫化钾
阴阳离子
干冰
分子
金刚石
原子
碘
分子
晶体微粒间存在的 离子键 作用力
共价键
共价键
范德华力
2、下列物质的晶体,按其熔点由低到高的排列顺序正确的 是( C ) A.NaCl、SiO2、CO2 B.NaCl、CO2、SiO2 C.NaCl、MgO、SiO2 D.NaCl、SiO2、MgO 3、用离子的电荷和半径解释下列离子晶体熔点高低的顺序。 (1)MgO>KCl (2)MgO>SrS (3)NaF>NaCl>NaBr
碱土金属卤化 物、碱金属氧 化物。
【总结归纳二】
物质的熔点与晶体类型的关系 1、若晶体类型不同,一般情况下:原子晶体>离子晶 体>分子晶体。 2、若晶体类型相同,则有: ⑴离子晶体中,结构相似时,离子半径越小,离子电荷 越高,晶格能越大,离子键就越强,熔点就越高。 ⑵原子晶体中,结构相似时,原子半径越小,共价键键 长越短,键能越大,熔点越高。 ⑶分子晶体中(不含氢键时),分子组成和结构相似时, 相对分子质量越大,范德华力就越强,熔点就越高。 ⑷金属晶体中,离子半径越小,离子电荷越高,金属键 就越强,熔点就越高。合金的熔点比它的各成分金属的 熔点低。
(2)0.97 mol的镍离子的平均带电量为2,那 么1 mol镍离子的平均带电量为2/0.97,这是 +2和+3价的镍离子的共同电量,由此可列方程 式。不同于上解的是,这种做法将0.97 mol镍 离子化为1 mol镍离子来计算。
解法一:
设1molNi中含Ni2+ x mol,则含Ni3+(1-x)mol ,根据电荷守恒: 2x+3(1-x)=2/0.97 x=91/97 n(Ni3+): n(Ni2+)=(1-91/97)∶91/97=6∶91
子键结合而成的晶体。
2、成键粒子:阴、阳离子 3、相互作用力:离子键 4、常见的离子晶体:
强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。
5、晶胞类型: (1)氯化钠型晶胞
ClCl+ Na Na Cl- Na+ + ClCl+ Cl+ Na ClNa+ Na Na+ ClNa+ Na+
ClNa+ ClNa+ ClNa+ ClNa+
Na+ Na
ClCl+
Na
Na+
Cl+
ClNa+
+ NaCl-
Cl Na+ Cl-
Cl-
Na+
Na+ Cl-
Na+
ClNa+ ClNa+
Cl Na+ ClNa+
Cl-
Na+
可见:在NaCl晶 体中,钠离子、 氯离子按一定的 规律在空间排列 成立方体。
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氯化钠的晶胞
(1)钠离子和氯离子的位置:
①钠离子和氯离子位于立方体的顶角上,并交错排列。 ②钠离子:体心和棱中点;氯离子:面心和顶点,或者 反之。
KBr AgCl、 MgO、CaS、 BaSe CsCl、CsBr、 CsI、TlCl
AB
CsCl 型
ZnS型
2+ 4 4 Zn2+: Zn2+: Zn : ZnS、AgI、 4 2S2-: 4 S2-: 4 S :4 BeO
AB2
CaF2 型
Ca2+:
8
Ca2+:
8
Ca2+: 4 F-: 8
F- : 4 F-
NaCl
CsCl
6 8
6 8
科学探究:
你认为是什么因素决定了离子晶体中离子
的配位数?根据表3—5、表3—6分析影响 离子晶体中离子配位数的因素。
配位数 半径比 空间构型
4
0.2~0.4
6
0.4~0.7
8
0.7~1.0
ZnS
NaCl
CsCl
决定离子晶体结构的因素
解 法二:因为中Nio.97O中既有+2价的离子
又有+3价的镍离子,所以可写成xNiO·yNi2O3 的复合形式,该形式中很容易看出镍离子的总 和为x+2y,氧离子的总和为x+3y,因此可列方 程如下:
(1):x+2y=0.97 镍离子个数守恒 x+3y=1 氧离子个数守恒 (2):(x+2y )/(x+3y)=0.97/1 同样 可以求出三价镍与二价镍离子数目之比。
知识回顾:三种晶体类型与性质的比较
晶体类型 概念 原子晶体 相邻原子之间以共价 键相结合而成具有空 间网状结构的晶体 分子晶体 金属晶体 分子间以范德 通过金属键形成的 华力相结合而 晶体 成的晶体
作用力
构成微粒 物 理 性 质 实例 熔沸点 硬度 导电性
共价键 原子 很高 很大 无(硅为半导体)
金刚石、二氧化硅、 晶体硅、碳化硅
分析:
本题命题角度较新颖,实际上难度不 大,第(2)题所提供的Ni0.97O信息,实 际上是一种“平均化学式”。尽管题给 示意图及题目叙述中提到了有“Ni2+” 空缺,但“Ni0.97O”的平均化学式与所 述的“空缺”无关,它只是遵循着电中 性原则,即由于掺杂多带一个电荷的 Ni3+代替了部分Ni2+ ,才使“NiO”变成 了“Ni0.97O”。
能量。
r
总结一
离子晶体有什么特点?
无单个分子存在;NaCl不表示分子式。
熔沸点较高,硬度较大,难挥发难压缩。
且随着离子电荷的增加,核间距离的缩短, 晶格能增大,熔点升高。 一般易溶于水,而难溶于非极性溶剂。 固态不导电,水溶液或者熔融状态下能导 电。 哪些物质属于离子晶体? 强碱、部分金属氧化物、部分盐类。
范德华力
金属键
金属阳离子 和自由电子
分子 很低
很小
差别较大
差别较大 导体
Au、Fe、Cu、钢 铁等
无
Ar、S等
氯化钠晶体
粉末状氯化钠晶体
3.4离子晶体
氯化钠的形成过程: 2Na + Cl2 == 2NaCl
Na
+11 +17
Cl
Na+
+11
+17
Cl-
Na+ Cl-
一、离子晶体
1、定义:由阳离子和阴离子通过离
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(2)氯化铯型晶胞
CsCl的晶体结构及晶胞构示 意图
---Cs+
---Cl-
CsCl晶胞
(1)铯离子和氯离子的位置:
铯离子:体心
氯离子:顶点;或者反之。
(2)每个晶胞含铯离子、氯 离子的个数 铯离子:1个 ;氯离子:1个 (3)与铯离子等距离且最近 的铯离子、氯离子各有几个? 铯离子:6个 ;氯离子:8个
(3)CaF2型晶胞
①Ca2+的配位数:8 ②F-的配位数:4
③一个CaF2晶胞中含: 4个Ca2+和8个F-
(4)ZnS型晶胞
①阳离子的配位数:4 ②阴离子的配位数:4
③一个ZnS晶胞中含: 4个阳离子和4个阴离子
科学探究:
找出CsCl、NaCl两种离子晶体中阳离子和阴
离子的配位数,它们是否相等?
6.02×10
8 8
3
7
4
5
1
6
2
74.7g 1 × 2 (a×10-8㎝)3 = 62.0 g. ㎝-3 a3 6.02×1023
总结
综合应用
变式 (1)NiO晶体结构与 NaCl相同,设NiO的摩尔质 量M g/mol,密度为ρg/mL, 阿伏加德罗常数为NA,求晶 胞中两个距离最近的氧离 子中心间的距离为多少cm?
课 堂 练 习 题
• 中学教材上图示的NaCl晶体结构,它向三维空间延伸
得到完美晶体。NiO晶体结构与NaCl相同,Ni2+与邻近 的O2-核间距为a×10-8 ㎝,计算NiO晶体密度(已知NiO 摩尔质量为74.7g· -1) mol
解:在该晶体中最小正方体中所含的 2+、O2-个数均为: 4× 1 = 1 (个) Ni 8 2 即晶体中每个小正方体中平均含有1/2个 74.7g 1 NiO.其质量为: ×2 23 而此小正方体体积为 (a×10-8㎝)3 故NiO晶体密度为:
(2)每个晶胞含钠离子、氯离子的个数
计算方法:均摊法 顶点占1/8;棱占1/4;面心占1/2;体心占1
(3)与Na+等距离且最近的Na+ 、Cl- 各有几个?
与Na+等距离且最近的Na+ 有:12个 与Na+等距离且最近的Cl- 有:6个
NaCl的晶体结构模型
---Cl-
--- Na+
NaCl晶体中阴、阳离子配位数
几何因素
晶体中正负离子的半径比