离子键的形成

离⼦键的形成
离⼦键的形成
【知识与技能】
1. 通过复习钠与氯形成氯化钠的过程,使学⽣理解离⼦键的概念、形成过程和特点。

2. 理解离⼦晶体的概念、构成及物理性质特征，掌握常见的离⼦晶体的类型及有关晶胞的计算。

【过程与⽅法】
1. 复习离⼦的特征，氯化钠的形成过程，并在此基础上分析离⼦键的成键微粒和成键性质，培养学⽣知识迁移的能⼒和归纳总结的能⼒。

2. 在学习本节的过程中，可与物理学中静电⼒的计算相结合，晶体的计算与数学的⽴体⼏何、物理学的密度计算相结合。

【情感态度与价值观】
通过本节的学习，进⼀步认识晶体，并深⼊了解晶体的内部特征。

【教学过程】
【问题引⼊】
1.钠原⼦与氯原⼦是如何结合成氯化钠的？你能⽤电⼦式表⽰氯化钠的形成过程吗？
2.根据元素的⾦属性和⾮⾦属性差异，你知道哪些原⼦之间能形成离⼦键？
【板书】第⼆单元离⼦键离⼦晶体
⼀、离⼦键的形成
【学⽣活动】写出钠在氯⽓中燃烧的化学⽅程式；
思考：钠原⼦与氯原⼦是如何结合成氯化钠的？请你⽤电⼦式表⽰氯化钠的形成过程。

【过渡】
以阴、阳离⼦结合成离⼦化合物的化学键，就是离⼦键。

【板书】
1. 离⼦键的定义：使阴、阳离⼦结合成离⼦化合物的静电作⽤
2. 离⼦键的形成过程
【讲解】以NaCl 为例，讲解离⼦键的形成过程：
1）电⼦转移形成离⼦：⼀般达到稀有⽓体原⼦的结构
【学⽣活动】
分别达到Ne 和Ar 的稀有⽓体原⼦的结构，形成稳定离⼦。

2）判断依据：元素的电负性差要⽐较⼤
【讲解】
元素的电负性差要⽐较⼤，成键的两元素的电负性差⽤△X表⽰，当△X > 1.7, 发⽣电⼦转移, 形成离⼦键；当△X < 1.7, 不发⽣电⼦转移, 形成共价键.
【说明】
但离⼦键和共价键之间, 并⾮严格截然可以区分的. 可将离⼦键视为极性共价键的⼀个极端, ⽽另⼀极端为⾮极性共价键. 如图所⽰：
化合物中不存在百分之百的离⼦键, 即使是NaF 的化学键之中, 也有共价键的成分, 即除离⼦间靠静电相互吸引外, 尚有共⽤电⼦对的作⽤.
X > 1.7, 实际上是指离⼦键的成分(百分数)⼤于50%.
【⼩结】
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。

2. 活泼的⾦属元素和酸根离⼦（或氢氧根离⼦）形成的化合物
3. 铵根和酸根离⼦（或活泼⾮⾦属元素离⼦）形成的盐。

【板书】⼆、⽤电⼦式表⽰离⼦化合物的形成
【练习】1、写出下列微粒的电⼦式：（1）Na+、Mg2+、Cl-、O2-、
（2）NaCl MgO MgCl
⼩结：离⼦化合物电⼦式的书写
1. 简单阴离⼦的电⼦式不但要表达出最外层所有电⼦数（包括得到的电⼦），⽽且⽤⽅括号“[ ]”括起来，并在右上⾓注明负电荷数
2. 简单阳离⼦的电⼦式就是离⼦符号
3. 离⼦化合物的电⼦式由阴离⼦和阳离⼦电⼦式组成，相同的离⼦不能合并
【练习】
2. ⽤电⼦式表⽰NaCl、K2S的形成过程
⼩结：⽤电⼦式表⽰离⼦键的形成过程
1.左边是组成离⼦化合物的各原⼦的电⼦式, 右边是离⼦化合物的电⼦式
2.连接号为“ ”
3.⽤表⽰电⼦转移的⽅向
【板书】三、离⼦键的实质
思考：从核外电⼦排布的理论思考离⼦键的形成过程
【板书】实质是静电作⽤
靠静电吸引，形成化学键体系的势能与核间距之间的关系如图所⽰：
横坐标: 核间距r。

纵坐标: 体系的势能V。

纵坐标的零点: 当r ⽆穷⼤时, 即两核之间⽆限远时, 势能为零. 下⾯来考察Na+和Cl-彼此接近时, 势能V的变化。

从图中可见:
r >r0, 当r 减⼩时, 正负离⼦靠静电相互吸引, V减⼩, 体系稳定.
r = r0时, V有极⼩值, 此时体系最稳定. 表明形成了离⼦键.
r < r0时, V 急剧上升, 因为Na+和Cl-彼此再接近时, 相互之间电⼦斥⼒急剧增加, 导致势能骤然上升.
因此, 离⼦相互吸引,保持⼀定距离时, 体系最稳定, 即当静电引⼒与静电斥⼒达到平衡时，形成稳定的离⼦键，整个体系达到能量最低状态。

【板书】四、离⼦键的特征
【讲解】通常情况下，阴、阳离⼦可以看成是球形对称的，其电荷分布也是球形对称的，只要空间条件允许，⼀个离⼦可以同时吸引多个带相反电荷的离⼦。

因此离⼦键没有⽅向性和饱和性。

【讨论】就NaCl的晶体结构，交流你对离⼦键没有饱和性和⽅向性的认识
【板书】
（1）离⼦键⽆⽅向性
（2）离⼦键⽆饱和性
【板书】五、离⼦键的强度——晶格能
（1）键能和晶格能
【讲解】以NaCl 为例:
键能:1mol ⽓态NaCl 分⼦, 离解成⽓体原⼦时, 所吸收的能量. ⽤Ei 表⽰:
【板书】
（2）晶格能（符号为U）:
拆开1mol离⼦晶体使之形成⽓态阴离⼦和阳离⼦所吸收的能量
【讲解】
在离⼦晶体中，阴、阳离⼦间静电作⽤的⼤⼩⽤晶格能来衡量。

晶格能（符号为U）是指拆开1mol离⼦晶体使之形成⽓态阴离⼦和阳离⼦所吸收的能量。

例如：拆开1mol NaCl 晶体使之形成⽓态钠离⼦和氯离⼦时, 吸收的能量. ⽤U 表⽰: NaCl（s）Na+（g）+ Cl-（g）U= 786 KJ.mol-1
晶格能U 越⼤,表明离⼦晶体中的离⼦键越牢固。

⼀般⽽⾔，晶格能越⼤，离⼦晶体的离⼦键越强. 破坏离⼦键时吸收的能量就越多,离⼦晶体的熔沸点越⾼，硬度越⼤。

键能和晶格能, 均能表⽰离⼦键的强度, ⽽且⼤⼩关系⼀致. 通常, 晶格能⽐较常⽤.
【板书】
（3）影响离⼦键强度的因素——离⼦的电荷数和离⼦半径
【思考】由下列离⼦化合物熔点变化规律,分析离⼦键的强弱与离⼦半径、离⼦电荷有什么关系?
（1）NaF NaCl NaBr NaI
988℃801℃747℃660℃
（2）NaF CaF2 CaO
988℃1360℃2614℃
（提⽰：Ca2+半径略⼤于Na+半径）
【讲解】从离⼦键的实质是静电引⼒出发, 影响F ⼤⼩的因素有: 离⼦的电荷数q 和离⼦之间的距离r (与离⼦半径的⼤⼩相关)
1) 离⼦电荷数的影响：电荷⾼，晶格能⼤，离⼦晶体的熔沸点⾼、硬度⼤。

NaCl MgO
晶格能（KJ.mol-1）786 3791
熔点（℃）801 2852
摩⽒硬度 2.5 6.5
2) 离⼦半径的影响：半径⼤, 导致离⼦间距⼤,晶格能⼩，离⼦晶体的熔沸点低、硬度⼩。

3) 离⼦半径概念及变化规律
将离⼦晶体中的离⼦看成是相切的球体, 正负离⼦的核间距 d 是r+和r-之和:
离⼦半径的变化规律
a)同主族, 从上到下, 电⼦层增加, 具有相同电荷数的离⼦半径增加.
b)同周期: 主族元素, 从左⾄右离⼦电荷数升⾼, 最⾼价离⼦, 半径最⼩. 如:
过渡元素, 离⼦半径变化规律不明显.
c)同⼀元素, 不同价态的离⼦, 电荷⾼的半径⼩. 如:
d)⼀般负离⼦半径较⼤; 正离⼦半径较⼩.
e)周期表对⾓线上, 左上元素和右下元素的离⼦半径相似. 如: Li+和Mg2+, Sc3+和Zr4+的半径相似.
【⼩结】离⼦电荷数越⼤，核间距越⼩，晶格能越⼤，离⼦键越牢，离⼦晶体的熔、沸点越⾼，硬度越⼤。

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m编者按：⼤地涵藏万物，孕育⽣命，被誉为⼈类的母亲。

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□记者孙彬管建涛连振祥吉哲鹏娄⾠李松
南京哈尔滨兰州昆明济南重庆报道
毒⼟：GDP⾄上的恶果
当前，我国⼟壤污染出现了有毒化⼯和重⾦属污染由⼯业向农业转移、由城区向农村转移、由地表向地下转移、由上游向下游转移、由⽔⼟污染向⾷品链转移的趋势，逐步积累的污染正在演变成污染事故的频繁爆发。

⽇益加剧的污染趋势可能还要持续30年
“⽬前，我国⼟壤污染呈⽇趋加剧的态势，防治形势⼗分严峻。

”多年来，中国⼟壤学会副理事长、中国农业科学院研究员张维理教授⼀直关注我国⼟壤污染问题“我国⼟壤污染呈现⼀种⼗分复杂的特点，呈现新⽼污染物并存、⽆机有机污染混合的局⾯。

”。