2020高中化学离子晶体教案

2020高中化学离子晶体教案
0000ff;"> 高中化学离子晶体教案二
高考资源网【复习巩固】
1.什么是离子键?作用力的实质是什么?
2.什么是晶格能?影响因素有哪些?
3.晶格能的大小与离子晶体的熔沸点、硬度的关系怎样?
[练习]
1.指出下列物质中的化学键类型。

KBr CCl4 N2 CaO NaOH
2.下列物质中哪些是离子化合物?哪些是只含离子键的离子化合物?哪些是既含离子键又含共价键的离子化合物?
KCl HCl Na2SO4 HNO3 NH4Cl O2 Na2O2
【过渡】大多数离子化合物在常温下以晶体的形式存在。

【板书】
离子晶体
1. 定义：离子间通过离子键结合而成的晶体
【思考】离子晶体能否导电，主要的物理共性有哪些?
2. 特点：(1)、晶体不导电，在熔融状态或水溶液中导电，不存在单个分子
(2)、硬度较高，密度较大，难压缩，难挥发，熔沸点较高
【思考】判断下列每组物质的熔沸点的高低，影响离子晶体的熔沸点高低的因素有哪些?
(1)NaF NaCl NaBr NaI
(2)MgO Na2O
3. 离子晶体熔沸点高低的影响因素：离子所带的电荷(Q)和离子半径(r)
Q越大、r越小，则晶格能(U)越大，离子键越强，熔沸点越高，硬度越大.
【思考】：哪些物质属于离子晶体?
4. 物质的类别：强碱、部分金属氧化物、绝大部分盐类属于离子晶体。

【过渡】离子晶体也有一定的空间结构
【板书】
二、离子晶体的空间结构
【讲解】
离子晶体有多种晶体结构类型，其中氯化钠型和氯化铯型是两种最常见的离子晶体结构类型。

首先看NaCl的晶胞：
组成具有代表性，对称性(轴，面，中心)也与晶体相同，所以乙为NaCl 的晶胞
【思考】：
1.每个Na+同时吸引个Cl-，每个Cl-同时吸引个Na+，而Na+数目与Cl-数目之为化学式为
2.根据氯化钠的结构模型确定晶胞，并分析其构成。

每个晶胞中有Na+，有
个Cl-
3.在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Na+有个
4.在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Cl-所围成的空间结构为体
5.已知氯化钠的摩尔质量为58.5g.mol-1，阿伏加德罗常数取
6.02×1023mol-1，则食盐晶体中两个距离最近的Na+的核间距离最接近下面四个数据中的哪一个.( )
A.3.0×10-8cm
B.3.5×10-8cm
C.4.0×10-8cm
D.5.0×10-8cm
组成和对称性均有代表性. 看空心圆点，除了立方体的顶点的8个，无其它，称为简单立方晶胞. 配位数为8
【思考】：
1.每个Cs+同时吸引个Cl-，每个Cl-同时吸引个Cs+，而Cs+数目与Cl-数目之为化学式为
2.根据氯化的结构模型确定晶胞，并分析其构成。

每个晶胞中有Cs+，有个Cl-
3.在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有个
高中化学离子晶体教案三
【知识与技能】
1.掌握离子晶体的概念，能识别氯化钠、氯化铯、氟化钙的晶胞结构。

2.学会离子晶体的性质与晶胞结构的关系。

3.通过探究知道离子晶体的配位数与离子半径比的关系。

4、了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。

【教学重点】离子晶体的物理性质的特点;离子晶体的配位数及其影响因素;晶格能的定义和应有用。

【教学难点】离子晶体配位数的影响因素;晶格能的定义和应有用。

【教案设计】
【回忆复习】分子晶体、原子晶体分别有哪些物理特性?
【投影】晶体比较
晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体构成粒子? ? ? 粒子间相互作用? ? ? 硬度? ? ? 熔沸点? ? ? 导电性? ? ? 溶解性? ? ? 典型实例? ? ? ?
【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.常见的离子化合物包括哪些?常温下以什么形态存在?晶体是如何形成的?构成微粒是什么?这些微粒是怎样堆集的?
【展图观察】NaCl、CsCl晶体模型。

【板书】一、离子晶体
1、? 定义：离子间通过离子键结合而成的晶体
(1)结构微粒：阴、阳离子
(2)相互作用：离子键
【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。

【板书】离子键无方向性和无饱和性
【展示图片】(3)种类繁多：含离子键的化合物晶体：强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐
(4)理论上，结构粒子可向空间无限扩展
【思考】NaCl、CsCl晶体中有无单个个分子，“NaCl”、“CsCl”是否代表分子组成呢?
【讲述】在NaCl晶体或CsCl晶体中，都不存在单个的NaCl分子或单个的CsCl分子，但是，在这两种晶体里阴、阳离子的个数比都是1∶1。

所以，NaCl和CsCl 是表示离子晶体中离子个数比的化学式，而不是表示分子组成的分子式。

【思考】在NaCl晶体中，每个Na+周围有几个Cl-?每个Cl-周围有几个Na+?在CsCl晶体中，每个Cs+周围有几个Cl-?每个Cl-周围有几个Cs+?
【板书】二、离子晶体中离子键的配位数
(1) 定义：是指一个离子周围邻近的异电性离子的数目
【探究】NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数
离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数NaCl ? ? CsCl ? ? ?
【思考】为什么同是AB型离子晶体，CsCl与NaCl的晶体结构和配位数不一样?请从两者的组成中试寻找形成差异的原因。

【板书】(2)影响阴、阳离子的配位数的因素|：
①正、负离子半径比的大小
【投影】
离子Na+ Cs+ Cl- 离子半径/pm 95 169 181 ?
【学生活动】NaCl、CsCl中正、负离子的半径比和配位数
NaCl CsCl r+/r- = r+/r- = C.N.=6 C.N.=8 ?
【自主探究】CaF2晶体中阴、阳离子的配位数
前面两例中每种晶体的阴、阳离子所带的电荷数相同，阴、阳离子个数相同，配位数不相同。

如果离子晶体中阴、阳离子的电荷数不相同，阴、阳离子个数不相同，各离子的配位数是否也不相同?下面请看CaF2晶体结构回答问题：
?
请根据图中晶胞结构计算：每个Ca2 +周围最邻近的F-有____个，表明Ca2 +的配位数为____。

每个F-周围最邻近的Ca2 +有____个，表明F-的配位数是_____。

由此可见，在CaF2晶体中，Ca 2 +和F-个数比为______，刚好与Ca2 +和F-的电荷数之比______。

整个晶体的结构与前面两例的结构完全不相同。

因此可以得出晶体中阴、阳离子电荷比也是决定离子晶体结构的重要因素，称为电荷因素。

(2)电荷因素：晶体中阴、阳离子电荷比
此外，决定离子晶体结构的因素还有离子键的纯粹程度，称为键性因素。

对此高中不作详细学习。

(3)键性因素：离子键的纯粹程度
【思考】：
1、根据氯化钠的结构模型确定晶胞，并分析其构成。

每个晶胞中有Na+，有个Cl-
2、在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Na+有个
3、在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Cl-所围成的空间结构为体
【板书】立方晶系的晶胞中，原子个数比的计算：
(1)处于体心的原子：完全属于该晶胞
(2)处于面心的原子，属于两个晶胞共有，每个晶胞平均占有它的1/2
(3)处于棱上的原子，属于四个晶胞共有，每个晶胞平均占有它的1/4
(4)处于顶点的原子，属于八个晶胞共有，每个晶胞平均占有它的1/8
晶胞中微粒个数= 晶胞中可视的微粒个数×晶胞占有值
【练习】CsCl的结构晶胞：
1、根据氯化铯的结构模型确定晶胞，并分析其构成。

每个晶胞中有Cs+，有个Cl-
2、在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有个
[小结]
类型离子晶体结构构成晶体的粒子? 相互作用? ?
[反馈练习]
1.某离子晶体的晶胞结构如下图所示：
则该离子晶体的化学式为( )。

A.abc B、abc3
C.ab2c3
D.ab3c
?2.高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。

晶体中氧的化合价可看作部分为0价，部分为-2价。

下图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。

则下列说法正确的
A.晶体中与每个K+距离最近的K+有12个
B.晶体中每个K+周围有8个O2-，每个O2-周围有8个K+
C.超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有14个K+和13? 个O2-
D.晶体中，0价氧原子与-2价氧原子的数目比可看作为3：1
5.某离子晶体部分结构如图
?
(1)晶体中每个Y同时吸引着最近的________个X，
每个X同时吸引着最近的________个Y，该晶体的化学式为________
(2)晶体中每个X周围与它最近且距离相等的X共有________个.
(3)晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角∠XYX的角度________
(4)设该晶体的摩尔质量为M g mol-1，晶体密度为，阿佛加德罗常数为NA，则晶体中两个距离最近的X中心间距离为_____cm
5.答案：(1)从图中可知，Y位于立方体中心，X位于立方体相向的四个项点，故一个Y同时吸引着最近的X有4个，每个X同时吸引着最近的8个Y，由此确定其化学式.：XY2
(2)由于顶点X是8个立方体共有，每个面是两个立方体共享，故晶体中每个X周围与它最近且距离相等的X应有8×3× =12(个)
(3)可将图中4个X分别与Y连线，
形成的构型类同于CH4分子，∠XYX=
(4)每个小方体中会XY2的物质的量为
【作业】1.当人们谈论1991年初春海湾战争中的先进武器时，都免不了要提到隐身战斗机F-117A，目前研制和应用陷隐形材料是铁氧体等磁性物质，右图是某隐形材料晶胞，其化学式表示为( )
A、XY
B、X4Y
C、XY2
D、X2Y
3.如图是氯化铯晶体的晶胞(晶体中最小的重复单元)，已知晶体中2个最近的Cs+离子核间距为a cm，氯化铯的式量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度为
A. g/cm3
B. g/cm3
C.g/cm3
D. g/cm3
4.已知氯化钠的摩尔质量为58.5 g.mol-1，阿伏加德罗常数取6.02×1023 mol-1，则食盐晶体中两个距离最近的Na+的核间距离最接近下面四个数据中的哪一个.( )
A、3.0×10-8 cm
B、3.5×10-8 cm
C、4.0×10-8 cm
D、5.0×10-8 cm
?第二课时
【练习】1.下列说法中正确的是( )。

A、离子晶体中一定含有金属离子
B、晶体中若有离子键则晶体一定是离子晶体
C、离子晶体中一定无非极性共价键。