离子晶体课件

熔点℃ 801 645
沸点℃ 1413 1290
为什么NaCl的熔沸点 比CsCl高？
结论: 对于组成和结构相似
的物质，阴、阳离子半径 越小，离子所带电荷数越 多，离子键越强，熔沸点 较高，晶体越稳定。
二.晶格能
1.定义：气态离子形成1摩 离子晶体时释放的能量， 通常取正值。如下表：
某些离子晶体的晶格能/（KJ/mol）
离子 Be2+ Mg2+ La3+ K+ F- Na+ Cl-
离子
半径 /pm
31
65 104 133 136 95 181
下列各离子晶体中阳离子配位数
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与氯化钠中钠离子配位数相同的
是 (B )
A.LaF3 C.BeF2
B.MgF2 D.KF
4.溴化钠、氯化钠和氧化 镁等离子晶体的核间距和 晶格能(部分)如下表所示。
每个Cl- 周围与之最接 近且距离相等的Na+共 有 6 个。
(1)NaCl晶体中
每个Na+周围最近且等距离的Cl-有 6个，每 个Cl-周围最近且等距离的Na+有 6 个；在每
个Na+周围最近且等距离的Na+有12个，在每
个Cl-周围最近等距离的Cl-有12 个。 Na+和
Cl-的配位数分别为 6 、 6 。一个NaCl晶 胞中含 4 个Na+和 4 个Cl-。 NaCl晶体中 无 NaCl分子，化学式NaCl表
其熔点由低到高的排列顺
序正确的是（ D ） A.NaCl、SiO2、CO2 B.NaCl、CO2、SiO2 C.NaCl、MgO、SiO2 D.NaCl、SiO2、MgO
2.下列物质中，化学式能
准确表示该物质分子组成
的是( C )
A.NH4Cl C.P4
B.SiO2 D.Na2SO4
3.几种离子的半径如下表所示：
CaF2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-
(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 。
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。
练习1:下列物质的晶体,按
重晶石 BaSO4 明矾 KAl(SO4)2·12H2O
莹石 CaF2
胆矾 CuSO4·5H2O
一.离子晶体 1.定义:由阳离子和阴离子通
过离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。
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×。
示 Na+和Cl-的最。简个数比
CsCl晶体中离子的配位数
(1)每个晶胞含铯离子、 氯离子的个数？
（2）在氯化铯晶体中,每 个Cs+周围与之最接近且
距离相等的Cl-共有 8 ；这
几个Cl-在空间构成的几何
构型为 立方体。
(3)在每个Cl-周围距离相等且最近的Cs+共
有 8;这几个Cs＋ 在空间构成的几何构 型 立方。体
5.由金属元素与非金属元素组成 的晶体一定是离子晶体。×
NaCl 和 CsCl 晶胞
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.。
NaCl晶体中离子的配位数
3
1 5
6 2
3
6
1
2
5
4
4
这几个Na+在空 间构成的几何构 型为 正八面。体
每个晶胞含钠 离子,氯离子数？
★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。
【总结】
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。
(3)溴化钠、氯化钠和氧化 镁晶体中，硬度最大的 是 _氧___化__镁__。 工业制取单质镁时，往往 电解的是氯化镁而不是氧 化镁，主要原因是
氧化镁晶体比氯化镁晶体晶格能大，熔点 高，电解时消耗电能多。
(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, 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 。
氯化钠的形成过程：
Na
+11
+17
Cl
Na+
+11
+17
Cl-
Na+ Cl-
6.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。
❖没有饱和性:在静电作用能达
到的范围内,只要空间条件允许, 一个离子可以多个离子发生作用。
学习目标：
1.了解离子晶体的结构 模型及其性质的一般特 点； 2.了解离子晶体配位数 及其影响因素；
知识回顾：离子键
1.定义:使阴、阳离子结合 成离子化合物的静电作用。 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。
5.常见的离子化合物 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。
4.从物质类别的角度来说, 离子化合物通常包括强碱 、大多数盐和活泼金属氧 化物。
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3. 离子晶体物理性质的特点： (1) 熔沸点较高, 难挥发。
(2) 硬度较大，难于压缩。
(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。
学习目标：
1.了解晶格能的定义 和应用； 2.知道晶格能的大小可 以衡量离子晶体中离子 键的强弱；
NaCl CsCl
NaBr
290 离子的核间距/pm
晶格能/kJ·mo－1
NaCl
276
787
MgO
205
3890
(1)溴化钠晶体比氯化钠晶 体晶格能_小__(填”大”或 “小”)，主要原因 _N_a_B_r_比__N_a_C_l_的__核__间。距大
(2)氧化镁晶体比氯化钠 晶体晶格能大，主要原因 _氧_化镁_晶_体_中_的_阴_、_阳_离_子的_电_荷_数_绝_对_值_大_，并_且_半_径_小__
仔细阅读表3—8， 分析晶格能的大小 与离子晶体的熔点 有什么关系？离子 晶体的晶格能与哪
些因素有关？
2、影响晶格能大小因素： 离子晶体中阴阳离子半径 越小，所带电荷越多，离 子键越强，晶格能越大。
3.晶格能的应用：
(1)晶格能越大，离子晶体越 稳定，离子晶体的熔沸点越 高，硬度越大。
(2)岩浆晶出规则与晶格能的关系
(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
2.决定离子晶体结构的因素
❖几何因素 晶体中正负离子的半径比
❖电荷因素 晶体中正负离子的电荷比
❖键性因素 离子键的纯粹程度。
几何因素
配位数与 r+/r-之比相关： 0.225 -- 0.414 4 配位 0.414 -- 0.732 6 配位 0.732 -- 1.000 8 配位