的因素离子晶体的配位数(CN)
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X
X : Y = 1/8×4
Y
:
1
= 1 : 2
2、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
A B C
A : B : C = 1/8×8 : = 1 : 3 : 1 12×1/4 : 1
3.下图为高温超导领域中的一种化合物: 钙-钛矿 (氧化物)晶体结构中具有代表性的 最小重复单元:该晶体中氧钙钛的微粒个 3:1:1 该晶体的化学式为TiCaO3 数比为_______ 分析: CaTiO O: 棱心:12 ×1/4 =3 Ca: 体心:1 Ti: 顶点:8 ×1/8 =1
晶体的分类: 根据构成晶体的微粒和微粒间的作用.
分子晶体 分为
原子晶体
离子晶体 金属晶体
离 子 晶 体
一、离子晶体
1、定义:由阴、阳离子通过离子键结合而成的晶体 叫离子晶体 。 (1)结构微粒:阴、阳离子 (2)相互作用:离子键 2、特征:无单个分子存在,也无分子式只有化学式表示阴阳离子 的最简整数比 3、离子化合物在固态时都属于离子晶体包括: 强碱、大多数盐、活泼金属氧化物 4.物性:(1)熔沸点较高,硬度较大,难以压缩 (2)固态不导电,熔融态可以导电,能溶于其水溶液可以 导电( 化学变化,导电的同时会被电解) (3)大多数易溶于水,难溶于有机溶剂.溶于水克服离子键.
氯化钠的晶格扩展
回离子晶体
结束
1. 哪个是NaCl晶胞?
为什么大的是晶胞呢?
不能重合!
能重合!
确定氯化钠的化学式:
Cl-:8×1/8+6×1/2=4
Na+:1+12×1/4=4 化学式为: NaCl
思考:每个Cl- 周围与它最近且等距离的Na+共有 6 个 每个Na+ 周围与它最近且等距离的Cl-共有 6 个
CaF2型
二、离子晶体的结构 氯 化 钠 晶 体 的 形 成
ClNa+ + Cl Na Na+
Na+
Na Cl- Na Cl + Cl + Na ClNa + -Cl- Na + Cl Cl
Cl Na+ Cl-
Cl + +
NaNa+
Na
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。
正八面体
---Cl-
--- Na+
NaCl型晶体
Na+ = 6
Cl = 6
-
9 5
10
6 2 3
1
11
a 4 7
12 氯化钠晶体结构
?
a
a
思考: 与一个氯离子 相邻最近且距 离相等的氯离 子有多少个?
12 个
8
NaCl晶体
每个Cl- 周围 与之最接近且 距离相等的Cl共有 12 个。
2、氯化铯晶体结构
5、晶格能
1、定义:气态离子形成1摩离子晶体释放的能量, 通常取正值。或者1摩离子晶体变为气态离子所 需要吸收的能量。
2、影响因素 : 阴、阳离子所带电荷的越多,离子的半径越小, 晶格能越大,离子键越强,形成的离子晶体越稳定, 熔点越高、硬度越大。
离子晶体的性质 ①熔沸点较高,硬度较大,难压缩。 ②水溶液或者熔融状态下能导电。
阴阳离子的半径越小,离子键越强。 阴阳离子所带电荷越多,离子键越强。
rNa <rCs 故熔沸点NaCl>CsCl
+ +
练习1 比较下列晶体熔沸点高低:NaF KCl NaCl KBr NaF>NaCl>KCl>KBr
二、几种典型的离子晶体结构
NaCl
CsCl
ZnS
CaF2
**离子晶体可以看作是较大的离子堆积,较 小的离子填隙,由于离子键没有方向性和饱和性, 每个离子在各个方向上的静电效应是等同的,只 要离子附近的空间条件许可,每一个离子就尽可 能多的吸引带相反电性的离子。
Ca F
晶胞 上面心
CaF2的晶胞
图示为CaF2晶胞的1/8, 观察点为上左前方
三、决定离子晶体配位数的因素
离子晶体的配位数(C.N.):是指一个离子周围最 邻近的异电性离子的数目。
离子 离子半径/pm 离子 晶体 CsCl NaCl ZnS CaF2
Na+ 95
Cs+ 169
Cl181
阴离子 阳离子 阴阳离子的 的C.N. 的C.N. C.N.之比 8 6
3、 ZnS型
Zn2+在内部,S2-顶点和面心
3、 ZnS型
Zn2+在内部,S2-顶点和面心
八个在顶点, 六个在面心, 四个在内部
平均含有8 个原子
金刚石
( ZnS)
4、CaF2 型
产地:甘肃省肃北县
CaF2的晶体中,Ca2+和F-的电荷数之比_____ 2+配位数是_____,8 -的配 2:1 个数之比____,Ca F 1:2 位数是_______。 4
Ti O Ca
3
Na+与Cl-的具体关系:
每个Na+周围最近且等距离的Cl-有几个? 每个 Cl- 周围最近且等距的 Na+呢?
正八面体
---Cl-
--- Na+
CsCl晶体的结构
阳离子配位数:8 阴离子配位数:8
小结1:分子晶体与原子晶体的比较 晶体类型 概念 原子晶体 相邻原子间以共价键相结 合而形成空间网状结构 原子 共价键 很大 分子晶体 分子间以分子间 作用力结合 分子 分子间作用力 较小
组成微粒
作用力 熔沸点
硬度
溶解性 导电性
很大
不溶于任何溶剂
较小
部分溶于水 固体和熔化状态 都不导电,部分 溶于水导电
不导电,个别为半导体
4
r+/r0.934 0.525 0.225
8 6
4
1:1 1:1 1:1
三、决定离子晶体结构(配位数)的因素: (1)几何因素—正、负离子的半径比(重要因素) (2)电荷因素—正、负离子的电荷比(重要因素) (3)键性因素—离子键的纯粹程度(不作要求)
练习1 某离子晶体的结构(局部如图),X位 于立方体的顶点,Y位于立方体的中心,则该晶 体的化学式是 XY 或Y X 2 2
氯化钠和氯化铯的熔沸点都比较高,哪个更高? 为什么?
熔点
沸点
14130C 12900C
NaCl
CsCl
8010C 6450C
离子键的强弱与离子晶体的物理性质的关系
离子键越强
离子晶体的硬度越大、 熔沸点越高
Q阴XQ F=K 2 R阳 键长
阴、阳离子电荷越 大,离子半径越小
结构决定性质
离子晶体的熔沸点高低与离子键强弱有关, 离子键越强其熔沸点越高。
Cs+ Cl-
小 的 是 晶 胞
Cl-:8×1/8=1 Cs+ :1 化学式为: CsCl
---Cs+
---Cl-
阳离子配位数:8 阴离子配位数:8
氯化铯晶体微粒的排列、个数
Cl-
思考:铯离 子和氯离子分 别处于该晶胞 什么位置?
氯离子 铯离子
若氯离子位于体心,则铯 离子位于顶点,反之亦然
总结: 在NaCl和CsCl晶体中,都不存在单个的 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,而不是表示组成 的分子式。
X : Y = 1/8×4
Y
:
1
= 1 : 2
2、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
A B C
A : B : C = 1/8×8 : = 1 : 3 : 1 12×1/4 : 1
3.下图为高温超导领域中的一种化合物: 钙-钛矿 (氧化物)晶体结构中具有代表性的 最小重复单元:该晶体中氧钙钛的微粒个 3:1:1 该晶体的化学式为TiCaO3 数比为_______ 分析: CaTiO O: 棱心:12 ×1/4 =3 Ca: 体心:1 Ti: 顶点:8 ×1/8 =1
晶体的分类: 根据构成晶体的微粒和微粒间的作用.
分子晶体 分为
原子晶体
离子晶体 金属晶体
离 子 晶 体
一、离子晶体
1、定义:由阴、阳离子通过离子键结合而成的晶体 叫离子晶体 。 (1)结构微粒:阴、阳离子 (2)相互作用:离子键 2、特征:无单个分子存在,也无分子式只有化学式表示阴阳离子 的最简整数比 3、离子化合物在固态时都属于离子晶体包括: 强碱、大多数盐、活泼金属氧化物 4.物性:(1)熔沸点较高,硬度较大,难以压缩 (2)固态不导电,熔融态可以导电,能溶于其水溶液可以 导电( 化学变化,导电的同时会被电解) (3)大多数易溶于水,难溶于有机溶剂.溶于水克服离子键.
氯化钠的晶格扩展
回离子晶体
结束
1. 哪个是NaCl晶胞?
为什么大的是晶胞呢?
不能重合!
能重合!
确定氯化钠的化学式:
Cl-:8×1/8+6×1/2=4
Na+:1+12×1/4=4 化学式为: NaCl
思考:每个Cl- 周围与它最近且等距离的Na+共有 6 个 每个Na+ 周围与它最近且等距离的Cl-共有 6 个
CaF2型
二、离子晶体的结构 氯 化 钠 晶 体 的 形 成
ClNa+ + Cl Na Na+
Na+
Na Cl- Na Cl + Cl + Na ClNa + -Cl- Na + Cl Cl
Cl Na+ Cl-
Cl + +
NaNa+
Na
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。
正八面体
---Cl-
--- Na+
NaCl型晶体
Na+ = 6
Cl = 6
-
9 5
10
6 2 3
1
11
a 4 7
12 氯化钠晶体结构
?
a
a
思考: 与一个氯离子 相邻最近且距 离相等的氯离 子有多少个?
12 个
8
NaCl晶体
每个Cl- 周围 与之最接近且 距离相等的Cl共有 12 个。
2、氯化铯晶体结构
5、晶格能
1、定义:气态离子形成1摩离子晶体释放的能量, 通常取正值。或者1摩离子晶体变为气态离子所 需要吸收的能量。
2、影响因素 : 阴、阳离子所带电荷的越多,离子的半径越小, 晶格能越大,离子键越强,形成的离子晶体越稳定, 熔点越高、硬度越大。
离子晶体的性质 ①熔沸点较高,硬度较大,难压缩。 ②水溶液或者熔融状态下能导电。
阴阳离子的半径越小,离子键越强。 阴阳离子所带电荷越多,离子键越强。
rNa <rCs 故熔沸点NaCl>CsCl
+ +
练习1 比较下列晶体熔沸点高低:NaF KCl NaCl KBr NaF>NaCl>KCl>KBr
二、几种典型的离子晶体结构
NaCl
CsCl
ZnS
CaF2
**离子晶体可以看作是较大的离子堆积,较 小的离子填隙,由于离子键没有方向性和饱和性, 每个离子在各个方向上的静电效应是等同的,只 要离子附近的空间条件许可,每一个离子就尽可 能多的吸引带相反电性的离子。
Ca F
晶胞 上面心
CaF2的晶胞
图示为CaF2晶胞的1/8, 观察点为上左前方
三、决定离子晶体配位数的因素
离子晶体的配位数(C.N.):是指一个离子周围最 邻近的异电性离子的数目。
离子 离子半径/pm 离子 晶体 CsCl NaCl ZnS CaF2
Na+ 95
Cs+ 169
Cl181
阴离子 阳离子 阴阳离子的 的C.N. 的C.N. C.N.之比 8 6
3、 ZnS型
Zn2+在内部,S2-顶点和面心
3、 ZnS型
Zn2+在内部,S2-顶点和面心
八个在顶点, 六个在面心, 四个在内部
平均含有8 个原子
金刚石
( ZnS)
4、CaF2 型
产地:甘肃省肃北县
CaF2的晶体中,Ca2+和F-的电荷数之比_____ 2+配位数是_____,8 -的配 2:1 个数之比____,Ca F 1:2 位数是_______。 4
Ti O Ca
3
Na+与Cl-的具体关系:
每个Na+周围最近且等距离的Cl-有几个? 每个 Cl- 周围最近且等距的 Na+呢?
正八面体
---Cl-
--- Na+
CsCl晶体的结构
阳离子配位数:8 阴离子配位数:8
小结1:分子晶体与原子晶体的比较 晶体类型 概念 原子晶体 相邻原子间以共价键相结 合而形成空间网状结构 原子 共价键 很大 分子晶体 分子间以分子间 作用力结合 分子 分子间作用力 较小
组成微粒
作用力 熔沸点
硬度
溶解性 导电性
很大
不溶于任何溶剂
较小
部分溶于水 固体和熔化状态 都不导电,部分 溶于水导电
不导电,个别为半导体
4
r+/r0.934 0.525 0.225
8 6
4
1:1 1:1 1:1
三、决定离子晶体结构(配位数)的因素: (1)几何因素—正、负离子的半径比(重要因素) (2)电荷因素—正、负离子的电荷比(重要因素) (3)键性因素—离子键的纯粹程度(不作要求)
练习1 某离子晶体的结构(局部如图),X位 于立方体的顶点,Y位于立方体的中心,则该晶 体的化学式是 XY 或Y X 2 2
氯化钠和氯化铯的熔沸点都比较高,哪个更高? 为什么?
熔点
沸点
14130C 12900C
NaCl
CsCl
8010C 6450C
离子键的强弱与离子晶体的物理性质的关系
离子键越强
离子晶体的硬度越大、 熔沸点越高
Q阴XQ F=K 2 R阳 键长
阴、阳离子电荷越 大,离子半径越小
结构决定性质
离子晶体的熔沸点高低与离子键强弱有关, 离子键越强其熔沸点越高。
Cs+ Cl-
小 的 是 晶 胞
Cl-:8×1/8=1 Cs+ :1 化学式为: CsCl
---Cs+
---Cl-
阳离子配位数:8 阴离子配位数:8
氯化铯晶体微粒的排列、个数
Cl-
思考:铯离 子和氯离子分 别处于该晶胞 什么位置?
氯离子 铯离子
若氯离子位于体心,则铯 离子位于顶点,反之亦然
总结: 在NaCl和CsCl晶体中,都不存在单个的 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,而不是表示组成 的分子式。