离子晶体

一、离子晶体
1、定义：阳离子和阴离子通过离子键结 合成的晶体 离子键无饱和性 、无方向性 2、构成微粒：阴阳离子 3、微粒间作用：离子键 4、离子晶体的物理性质 （1）硬度较大 （2）熔、沸点较高 （3）固态时不导电，熔化状态才导电。
5、金属晶体判断：活泼金属，NH4+
判断正误： √ 1、离子晶体一定是离子化合物。 2、含有离子的晶体一定是离子晶体。 × 3、离子晶体中只含离子键。 × × 4、离子晶体中一定含金属阳离子。 5、由金属元素与非金属元素组成的晶体一定是 离子晶体。 ×
二.晶格能
气态离子形成1摩尔离子晶体释放的 能量，通常取正值。
离子半径越小，离子所带的离子半径越小， 离子电荷数越多，晶格能越大，晶体越稳 定，离子晶体的熔沸点越高，硬度越大
1、定义：气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量。
2、影响因素：离子电荷越大 ，阴、阳离子半 径越小，则晶格能越大 。
3、晶格能对离子晶体性质的影响: 晶格能越大 （1）形成的离子晶体越稳定（离子键越强） （2）熔点越高； （3）硬度越大。
配位数：离子晶体中，一个离子周围最邻近的异电性 离子的 数目。缩写为C. N.。
6.熔化时克服:离子键
熔沸点判断方法:离子所带电荷越多，离 子半径越小,离子键越强 ,熔沸点越高,硬 度越大。
各种离子晶体
5、晶胞类型： （1）氯化钠型晶胞
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，或反之。
）
4.下列物质中，化学式能准确表示该物质 分子组成的是 A.NH4Cl B.SiO2 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
5.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10个二氧化碳分子
(4)ZnS型晶胞
1°一个ZnS晶胞中含： 4个阳离子和4个阴离子 2°阳离子的配位数： 4 阴离子的配位数： 4
NaCl，CsCl晶体中的配位数
离子晶体 NaCl CsCl
阴离子 配位数 阳离子 配位数
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。
3、CaF2型晶胞
（1）位置： Ca2+：8个顶点6个面心
F—：内部8个
（2）每个晶胞含 4个Ca2+、8个F— （3）配位数： 每个Ca2+周围有8个F—
每个F—周围有4个Ca2+
（4）每个Ca2+周围有12个等距离且最近的Ca2+
4、ZnS型晶胞
（1）位置： Zn2+：8个顶点6个面心
S2—：内部4个 （2）每个晶胞含 4个Zn2+、4个S2— （3）配位数： 每个Zn2+周围有4个S2— 每个S2—周围有4个Zn2+
科学视野
★复杂离子晶体——碳酸盐的热分解温度 高低规律 以碱土金属碳酸盐为例（碱金属碳酸盐分 解温度甚高，在此不予讨论） 热分解机理——
实验数据——
分析实验数据、结合分解机理可知 —— 归纳四类晶体的结构和性质
★阳离子半径越大Байду номын сангаас碱土金属碳酸盐的分 解温度越高
★岩浆晶出规则与晶格能的关系 ★晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩 浆冷却过程中冷却下来，从而先结晶
在每个Cl-周围最近等距离的Cl-有 6个。
一个CsCl晶胞中含 1 个Cs+和 1 个Cl-。
Cs+和Cl-的配位数分别为 8 、 8 。
CsCl晶体中离子的配位数
（3）Cs+配位数有 ； 这几个Cl-在空间构成的几何 构型为 。 （4）Cl-配位数有 ；
这几个Cs＋ 构成的几何构 型 。 （5）每个Cs＋ 周围有 个Cs＋，每个 Cl周围有 个Cl-；这几个在空间构成的几 何构型 。
练习：比较下列晶体熔沸点高低： (1)NaF KCl NaCl (2)MgO Al2O3
(1)NaF>NaCl>KCl (2) Al2O3 >MgO 下列物质的熔沸点顺序判断不正确的是 A.Li<Na<K<Rb B.F2<Cl2<Br2<I2 C.金刚石>晶体硅>碳化硅 D.NaCl>KCl>CsCl
6. 关于晶体的下列说法正确的是 A.在离子晶体中只要有阴离子就一定有阳 离子 B.在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 C.原子晶体的熔沸点一定比金属晶体的高 D.分子晶体的熔点一定比金属晶体的低
金属键 金属阳离子和 自由电子 差别较大 差别较大 导体 Au、Fe、Cu、 钢铁等
离子键 阴阳离子 较高 较大 无 氯化钠、氯化铯 氟化钙、硫化锌
实例
金刚石、二氧化硅、 晶体硅、碳化硅
Ar、S等
7、离子晶体的特点： （1）无单个分子存在；NaCl不表示分子式。 （2）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，熔点升高。 （3）一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。 （4）固态不导电，水溶液或者熔融状态下 能导电。
1
6 5 4
2
NaCl晶体中阴、阳离子配位数
CsCl的晶体结构示意图
---Cs+
---Cl-
氯化铯型晶胞
（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：1个
(2)CsCl晶体
每个Cs+周围最近且等距离的Cl-有 8 个， 每个Cl-周围最近且等距离的Cs+有 8 个； 在每个Cs+周围最近且等距离的Cs+有 6 个，
离子 离子半径/pm NaCl r+/r- = 0.52 C.N.=6 5 Na+ 95 Cs+ 169 CsCl r+/r- = C.N.=8 Cl181
0.934
配位数 半径比 空间构型
4 0.2~0.4 ZnS
6 0.4~0.7 NaCl
8 0.7~1.0 CsCl
晶体中正负离子的的半径比(r+/r- )是决定离子 晶体结构的重要因素,简称几何因素。
Ca2+
F-
Ca
F
晶胞上面心 图示为CaF2晶胞的1/8, 观察点为上左前方
8 ，F－的配位数是 Ca2＋配位数是_____ 4 。 _______
3、影响离子晶体结构的因素
①几何因素：晶体中正负离子的半径比 ②电荷因素：正负离子的电荷比
③键性因素：离子键的纯粹程度
归纳：四种晶体类型与性质的比较
2、每个晶胞含钠离子 4 个、氯离子 3、与Na+等距离且最近的Na+ 有：12个 与Cl-等距离且最近的Cl-有： 12个
4 个：
NaCl的晶体结构模型
---Cl-
--- Na+
4°与Na+等距离且最近的Cl¯有：6个 （配位数）
NaCl晶体中离子的配位数
3
3. Na+的配位数是 6 。 Cl-的配位数是 6 . 。 4.每个Cl周围与之最接 近且距离相等的Na+共有6 个。这几个Na+在空间构成 的几何构型为 正八面体
练习
• 1、下表列出了有关晶体的知识，其中错误的是（ B ）
A 晶体 组成晶体的微粒 晶体微粒间存在的作用力 硫化钾 阴阳离子 离子键 B 干冰 分子 共价键 C 金刚石 原子 共价键 D 碘 分子 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
下面我们研究一下CaF2的晶胞
(3)CaF2晶体 每个Ca2+周围最近且等距离的F-有 8 个，每个F-周围 最近且等距离的Ca2+有 4 个；在每个Ca2+周围最近且 等距离的Ca2+有12 个，在每个F-周围最近等距离的F有 6 个。一个CaF2晶胞中含 4 个Ca2+和 8个F-； Ca2+ 和F-的配位数分别为 8 、 4 。
晶体类型 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 共价键 原子 很高 很大 无（硅为半导体） 分子晶体 分子间以范德华 力相结合而成的 晶体 范德华力 分子 很低 很小 无 金属晶体 通过金属键形 成的晶体 离子晶体 阴阳离子通过离子 键结合形成的晶体 概念
作用力 构成微粒 熔沸点 物 理 性 质 硬度 导电性