第三章 第四节 晶格能
矿物晶体化学(第三章+离子晶体的晶格能_
化合物
NaF
离子电荷 Ro /pm
+1,-1 231
ΔU/kJ· mol-1 t (m. p.)/℃
923 993
NaCl
NaBr
+1,-1
+1,-1
282
298
786
7Hale Waihona Puke 7801747NaI
MgO CaO SrO BaO
+1,-1
+2,-2 +2,-2 +2,-2 +2,-2
323
210 240 257 256
第三章 离子晶体 的晶格能
3.1 离子晶体的晶格能 3.2 菲尔斯曼能量相加公式 3.3 鲍林离子晶体法则 3.4 典型的离子结构
3.1 化学键及键参数 3.1.1 晶格能定义
晶格能 又称点阵能。被定义为在 0K、 1个标准压 力下, 1mol离子晶体转化成相互无限远离的气态离子时 内能的变化值，用符号L0表示。 (1mol) MXn Mn+(g)＋nX－(g) L0＝△U0θ 一般地，为了方便，设LT＝L0 设此过程中的焓变为△HTθ △HTθ＝△UTθ＋△n(g)RT 根据前面所述，对于实验化学家来说，焓和能的 概念是严格区分的，但数据上是混淆使用的，因此可 将上式中的△n(g)RT忽略。于是 △HTθ≈△Utθ＝LT≈L0
既然是静电引力，可以想象，正负离子的电 荷越高，核间距离越小，静电引力就越大，晶格 能就越大。相应地，其熔点、硬度就越大，这就 是如 MgO 、 CaO 以及 Al2O3 常被用来作高温材料 和磨料的原因。 既然是静电引力，可以预料，不同类型的离 子晶体，如 NaCl 型，配位数为 6 ； CsCl 型，配位 数为 8；ZnS 型，配位数为 4。这些离子晶体的一 种离子周围有不同数目的异号离子在相互作用， 其间的静电作用力显然是不一样的。事实上，不 同类型的晶体，有不同的马德隆常数值，从而有 不同的晶格能数据。
第三章晶体结构
子晶体所释放的能量，用 U 表示。
晶格能 U 越大，则形成离子键得到离子晶体时放出的能量越多，离 子键越强。 一般而言，晶格能越高，离子晶体的熔点越高、硬度越大。晶格 能大小还影响着离子晶体在水中的溶解度、溶解热等性质。但离
子晶体在水中的溶解度与溶解热不但与晶体中离子克服晶格能进入水中 吸收的能量有关，还与进入水中的离子发生水化放出的能量（水化热） 有关。
子作周期性平移的最小集合。
复晶胞：素晶胞的多倍体；
体心晶胞（2倍体），符号I；
面心晶胞（4倍体），符号F； 底心晶胞（2倍体），符号A(B﹑C)。
二． 三种复晶胞的特征
1. 体心晶胞的特征：晶胞内的任一原子作体心平移[原子坐
标 +（1/2，1/2，1/2）]必得到与它完全相同的原子。
2. 面心晶胞的特征：可作面心平移，即所有原子均可作在其
P区的第三周期第三主族的Al3+ 也是8e-构型 ；d区第三至七副族原
素在表现族价时，恰相当于电中性原子丢失所有最外层s电子和次
外层d电子，也具有8e-构型 ；稀土元素的+3价原子也具有8e-构型 ， 锕系元素情况类似。 （3）18e-构型 ds区的第一、二副族元素表现族价时，具有18e-构 型 ；p区过渡后元素表现族价时，也具有18e-构型。 （4）（9—17）e-构型 d区元素表现非族价时最外层有9—17个电
图3-6 晶体微观对称性与它的宏观外形的联系
图3-7 晶态与非晶态微观结构的对比
3-2 晶胞
3-2-1 晶胞的基本特征
1.晶体的解理性：用锤子轻敲具有整齐外形的晶体（如方解 石），会发现晶体劈裂出现的新晶面与某一原晶面是平行 的，这种现象叫晶体的解理性。 2.布拉维晶胞：多面体无隙并置地充满整个微观空间，即
高中化学人教版选修3教案第三章第4节离子晶体(第2课时)(系列二)Word版含解析
培养学生对知识的整合能力
板书
过渡
影响离子键大小的因素是什么？化学上用什么来衡量？
讨论
知识过渡和连贯性
晶格能
探究
提出问题：
晶格能的大小与离子晶体的熔点有Fra bibliotek么关系？离子晶体的晶格能与哪些因素有关？引导学生阅读课本和分析表3-8。
阅读、讨论、分析、学生代表答复
培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，以及合作能力、归纳总结能力。
第四节 离子晶体
第二课时
一、教学目标
理解晶格能的大小与离子晶体性质的关系。
二、教学重点
晶格能的定义和应用。
三、教学难点
晶格能的定义和应用
四、教学方法
分析、归纳、应用
五、教学过程
教学
内容
教学
环节
教学活动
设计意图
教师活动
学生活动
板书
第四节 ?离子晶体?〔第二课时〕
离子晶体的定义、种类、决定离子晶体结构的因素
复习
提问
设计相应问题，引导学生回忆。
回忆，一位同学答复，其他同学补充。
知识回忆，教学反应。
离子晶体的特点
回忆
总结
引导学生讨论和总结，给学生的答复进行补充。
两个学生分别总结
培养学生对知识的整合能力
板书
二、1.离子晶体的特点：〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕〔5〕
晶体熔沸点上下的判断
回忆
总结
引导学生讨论和总结，给学生的答复进行补充。
总结归纳
引导学生对本节的知识进行小结
培养学生归纳能力能力
练习
引导分析，学生讨论答复
知识反应
作业
P82习题7、8
2020高中化学人教版选修三教学课件：3-4-2 晶格能(共31张)
键 越强 ，则离子晶体越 稳定 。
2．影响晶格能大小的因素 影响晶格能大小的因素主要是离子所带的电荷 和 阴、阳 离子间的距离 。晶格能与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比，
与阴、阳离子间的距离成反比，可用下式表示：
晶格能∝q1r·2q2 离子所带电荷越高，核间距
越小 ，晶格能就
越大 。而
离子的核间距与离子的半径大小有关，阳离子或阴离子半径越
2．晶格能与岩浆晶出规则：矿物从岩浆中先后结晶的规律 被称为岩浆晶出规则；岩浆晶出的次序受晶格能的影响，晶格能 越大，岩浆中的矿物越易结晶析出。
1．离子晶体溴化钠、氯化钠和氧化镁的核间距和晶格能(部
分)如下表所示。
NaBr NaCl MgO
离子的核间距 290
/pm
晶格能/kJ·mol－1
276 205 786 3791
定义：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量 通常取正值 晶格能规律：晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而 且熔点越高，硬度越大
[核心要点] 离子晶体的晶格能是指气态离子形成 1 mol 离子晶体释放的 能量。 1．离子电荷越多，离子半径越小的离子晶体的晶格能越大。 2．晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度 越大。
[解析] ΔH 为焓变，与过程无关，只与反应物、生成物的 总能量有关。
1 mol 气态钠离子和 1 mol 气态氯离子结合生成 1 mol 氯化 钠晶体时所释放的能量为氯化钠晶体的晶格能，按此定义，A 项 中的热化学方程式能表示氯化钠晶体的晶格能。B 项表示由固体 金属钠和氯气生成氯化钠晶体的热效应，其反应过程可分解为 Na(s)―→Na(g)―→Na＋(g)；21Cl2(g)―→Cl(g)―→Cl－(g)；Na＋(g)
第四节离子晶体第2课时
△H2
D 、Na (g) - e- = Na+ (g) ; △H3
E、1/2Cl2(g)=Cl(g);
△H4
F、Cl(g) + e- =Cl-(g);
△H5
写出△H1与△H 、△H2、△H3、△H4、△H5之
间的关系是： △H1= △H+ △H2+ △H3+ △H4+ △H5
4. 中学教材上图示的NaCl晶体结构，它向三维空间延伸
6.02×1023
1 2
而此小正方体体积为
3
4
8
8
7
(a×10-8㎝)3
故NiO晶体密度为：
1
2
5
6
74.7g × 6.02×1023
1 2
(a×10-8㎝)3
=
62.0 a3
g.
㎝-3
得到完美晶体。NiO晶体结构与NaCl相同，Ni2＋与邻近
的O2-核间距为a×10-8 ㎝，计算NiO晶体密度（已知NiO
摩尔质量为74.7g·mol-1)
解：在该晶体中最小正方体中所含的
N即i晶2+、体O中2－每个个数小均正为方: 体4×中18平=均12（含个有）1/2个
NiO.其质量为: 74.7g ×
BD..NNaaCCll、、CSOiO22、、SMiOg2O
3.下列热化学方程式中，能直接表示出氯化钠晶格
能的是___A___
A、Na+(g) + Cl- (g) = NaCl(s); △H
B、Na (s) + 1/2Cl2 (g) = NaCl(s); △H1
C、Na (s)= Na (g) ;
高中化学 选修3 第三章第四节
计算晶格能的公式
计算晶格能的公式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：晶格能是物质晶体在晶格中的正则排列所具有的能量。
其计算是固体物理学中的基本问题之一，对于研究物质的性质和行为具有重要意义。
晶格能的计算可以通过一些理论方法和数学公式来进行，下面我们就来详细介绍一下计算晶格能的公式。
在固体物理学中，晶格能的计算一般基于以下几个假设和原理：1. 原子间作用力：晶体内部的原子通过范德华力、键合力和库伦力等相互作用力相互作用，在晶格中形成一种稳定的排列结构。
这些相互作用力的数学表达形式可以用势能函数来表示。
2. 晶格的周期性：晶体的结构是由原子周期性排列而成的，因此晶格的能量也是具有周期性的。
3. 电子能带结构：固体物质中的电子会形成能带结构，具有能带理论对晶体的结构和性质研究起到了关键作用。
计算晶格能的公式主要取决于具体的晶体结构和晶格类型。
对于简单晶格结构如离子晶体或金属晶体，其晶格能可以通过以下方式来计算：1. 点阵能量：对于离子晶体，可以采用静电相互作用来计算晶格能。
晶格能E可以表示为：E = \sum_{i=1}^{N} \frac{C}{r_i}其中N为晶格中离子的个数，r_i为离子之间的距离，C为一个常数。
这个公式表明晶格能与离子之间的距离成反比关系。
2. 离子晶体的结合能：对于NaCl等晶体，其结合能可以表示为：其中N为晶格中离子的个数，e为元电荷，\epsilon_0为真空介电常数，r_0为相邻离子之间的距离。
通过上述公式，我们可以计算不同晶体结构中的晶格能，从而进一步研究物质的性质和行为。
晶格能的计算还受到许多因素的影响，如晶体的形状、温度、压力等。
需要综合考虑多种因素来获得准确的晶格能值。
计算晶格能的公式是固体物理学研究的基础，通过对晶格能的计算可以更深入地了解物质的结构和性质。
随着理论和计算方法的不断发展，我们有望进一步提高对晶格能的计算精度，为物质科学的发展做出更大的贡献。
希望以上介绍对您有所帮助，谢谢阅读！第二篇示例：晶格能是指晶体内原子之间的相互作用能量，是描述晶体结构稳定性的重要参数之一。
高中化学选修3 第三章晶体结构与性质 讲义及习题.含答案解析
高中化学选修三第三章晶体结构与性质一、晶体常识1、晶体与非晶体比较自范性：晶体的适宜的条件下能自发的呈现封闭的，规则的多面体外形。
对称性：晶面、顶点、晶棱等有规律的重复各向异性：沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，因此导致的在不同方向的物理化学特性也不尽相同。
2、获得晶体的三条途径①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。
③溶质从溶液中析出。
3、晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。
4、晶胞中微粒数的计算方法——均摊法某粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学常见的晶胞为立方晶胞。
立方晶胞中微粒数的计算方法如下：①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用，每个晶胞占1/8②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用，每个晶胞占1/4③晶胞面上粒子为2个晶胞共用，每个晶胞占1/2④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有，即为1注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。
二、构成物质的四种晶体1、四种晶体的比较（1）不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。
金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。
（2）原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。
如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅（3）离子晶体一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，相应的晶格能大，其晶体的熔、沸点就越高。
晶格能：1mol气态阳离子和1mol气态阴离子结合生成1mol离子晶体释放出的能量。
（4）分子晶体①分子间作用力越大，物质熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。
②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。
③组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子的极性越大，熔、沸点越高。
④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
（5）金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高。
3.1四种晶体
2、常见离子晶体
强碱、金属氧化物、部分盐类 ①NaCl 晶体
阴离子配位数 6
阳离子配位数 6
NaCl 晶体
每个晶胞中 Cl—有 4 个 Na +有 4 个 每个Cl— 周围最近且等距离的Cl—有 12 个 每个Na+周围最近且等距离的Na+有 12 个
__2_:_3___.
小结1：分子晶体与原子晶体的比较
相邻原子间以共价键相结 分子间以分子间 合而形成空间网状结构 作用力结合
原子 共价键 很大 很大 不溶于任何溶剂
不导电，个别为半导体
分子 分子间作用力
较小
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
第三章 晶体的结构与性质
第三节 金属晶体
简单立方堆积的空间占有率 =52%
球半径为r 正方体边长为a =2r
②体心立方堆积（钾型）K、Na、Fe
体心立方堆积的配位数 =8
体心立方堆积的空间占有率 =68%
体对角线长为c 面对角线长为b 棱线长为a 球半径为r
c2=b2+a2 b2=a2+a2 c=4r (4r)2=3a2
③六方最密堆积（镁型）Mg、Zn、Ti
12
6
3
A
54
B
A
B A
六方最密堆积的配位数 =12
六方最密堆积的晶胞
六方最密 堆积的晶胞
六方最密堆积的空间占有率 =74% 上下面为菱形 边长为半径的2倍 2r
高为2倍 正四面体的高
2 6 2r 3
温馨提示：为更好地满足您的学习和使用需求，课件在下载后可以自由编辑，请您根据实际情况进行调整！Thank you for
第三章第四节 离子晶体
第四节离子晶体1.理解离子晶体的概念、构成及物理性质。
2.能用离子键的有关理论解释离子晶体的物理性质。
3．了解几种常见的离子晶体的晶胞结构。
4.了解晶格能的概念及意义。
离子晶体[学生用书P49]1．离子晶体(1)定义：离子晶体是由阴离子和阳离子通过离子键结合而成的晶体。
(2)离子晶体的构成微粒是阴离子和阳离子。
(3)离子晶体微粒间的作用力是离子键。
2．决定离子晶体结构的因素(1)硬度较大，难于压缩。
(2)熔、沸点较高，难挥发。
(3)不导电，但是在熔融态或水溶液中可导电。
(4)大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)，难溶于非极性溶剂(如苯和CCl4)。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)离子晶体一定是离子化合物。
()(2)离子晶体中只含离子键。
()(3)含有离子的晶体一定是离子晶体。
()(4)由金属与非金属形成的晶体，属于离子晶体。
()(5)离子晶体的熔点一定低于原子晶体的熔点。
()(6)离子晶体受热熔化，破坏化学键，吸收能量，属于化学变化。
()(7)NaCl和CsCl晶体中，每个离子周围带相反电荷离子的数目分别是6和8，由此知离子键有饱和性和方向性。
()答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×2．下列关于离子晶体的性质的叙述正确的是()A．熔、沸点都较高，难以挥发B．硬度很小，容易变形C．都能溶于有机溶剂而难溶于水D．密度很小解析：选A。
离子晶体中的阴、阳离子通过一种强烈的相互作用——离子键结合在一起，离子键的键能较大，且极性很强，除了有些在极性溶剂中容易断裂外，其他的必须在高温下才能断裂，所以其熔、沸点都较高，不易挥发，硬度较大，不易变形，难溶于有机溶剂。
又因为在离子晶体中，较大的离子采取密堆积形式，较小离子填空隙，所以密度一般都较大。
1．物理性质与结构的关系(1)离子晶体具有较高的熔、沸点，难挥发离子晶体中，阴、阳离子间有强烈的相互作用(离子键)，要克服离子间的相互作用使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。
第三章半导体超晶格
第3章 半导体超晶格3.1 半导体超晶格基本结构3.2 超晶格的应用举例3.1 半导体超晶格基本结构所谓的超晶格，是由几种成分不同或掺杂不同的超薄层周期性地堆叠起来而构成地一种特殊晶体。
超薄层堆叠地周期（称为超晶格地周期）要小于电子的平均自由程，各超薄层的宽度要与电子的德布罗意波长相当。
其特点为在晶体原来的周期性势场之上又附加了一个可以人为控制的超晶格周期势场，是一种新型的人造晶体。
超晶格的分类（一）复合超晶格利用异质结构，重复单元是由组分不同的半导体薄膜形成的超晶格称为复合超晶格，又称为组分超晶格。
按照能带不连续结构的特点可将这个类型超晶格分为四类：第Ⅰ类超晶格、第Ⅱ类错开超晶格、第Ⅱ类倒转型超晶格和第Ⅲ类超晶格。
（1） 第Ⅰ类超晶格(GaAs/AlGaAs)GaAs 材料的见地完全包含在AlGaAs 的能隙之中，电子和空穴都位于窄带隙材料的势阱中v c g E E E ∆+∆=∆x 247.1E g ＝∆，与Al 的组分x 成正比。
（2） 第Ⅱ类 —— 错开型超晶格（GaSbAs/InGaAs ）两个带隙互相错开，一个价带底在另一个价带底的下面。
电子和空穴分别处于两个不同的材料中形成了真实空间的间接带隙半导体（3） 第Ⅱ类 —— 倒转型超晶格（InAs/GaSb ）一个导带底下降到另一个价带底之下。
电子和空穴可能并存于同一个能区中，形成电子－空穴系统Ec1与Ec2能量相差一个Es ，前者的导带与后者的价带部分重叠，从而可能发生从半导体到金属的转变（4） 第Ⅲ类超晶格(HgTe/CdTe)宽带隙半导体CdTe 和零带隙半导体HgTe 构成的超晶格。
只有当超晶格的周期小于某一定值时才具有半导体特性，否则具有半金属特性。
超晶格能隙差由最低导带子能带和价带子能带的间距决定，价带能量不连续值近似为零，导带能量不连续值近似等于两种材料能隙之差。
（二）掺杂超晶格利用超薄层材料外延技术（MBE 或MOCVD ）生长具有量子尺寸效应的同一种半导体材料时，交替地改变掺杂类型的方法（即一层掺入N 型杂质，一层掺入P 型杂质），即可得到掺杂超晶格，又称为调制惨杂超晶格。
2019-2020学年第二学期人教版化学选修3章节突破：3.4 离子晶体【答案 解析】
2
Li2O
的密度为
8×7＋4×16 g·cm－3。 NA（0.466 5×10－7）3
【答案】 (1)520 498 2 908
8×7＋4×16 (2)
NA（0.466 5×10－7）3
7/7
能与离子电荷的乘积成正比，与阴、阳离子的半径大小成反比。
q＋·q－ 晶格能＝K×
r
(3)晶格能与晶体的性质：晶格能的数据可以用来说明许多典型
的离子晶体的物理、化学性质的变化规律，晶格能较大，晶体的熔、
沸点越高，硬度越大。
(4)部分晶体的晶格能与晶体的物理性质
晶格能与物理性质的对应关系，如下表所示：
晶格能与离子型化合物的物理性质
人教版化学选修 3：
——《离子晶体》章节突破
一、离子晶体的晶格能
(1)概念
晶格能是指 1 mol 的离子化合物中的阴、阳离子，由相互远离的
气态，结合成离子晶体时所释放出的能量或拆开 1 mol 离子晶体使之
形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。单位：kJ·mol－1。
(2)影响晶格能的因素：离子的电荷和阴、阳离子的大小。晶格
933 1013 1074 1261 2196 2703 2843 3073 2833
硬度(莫氏标准) － － － － 3.3 3.5 4.5 6.5 9.0
1/7
题型 1 化学键的概念与实质 【例 1】 现有如下各种说法： ①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合； ②金属和非金属化合形成离子键； ③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引； ④根据电离方程式 HCl＝H＋＋Cl－，可判断 HCl 分子里存在离子 键；
kJ·mol－1。晶格能是指气态离子结合生成 1 mol 晶体所释放的能量
人教版高二化学 选修3 第三章：3.4离子晶体——晶格能(共21张PPT)
晶胞的边长为a cm，设阿伏加德常数为
NA，则NaCl晶体的密度为:
g/cm3
————。
晶胞法：
4M a3•NA
小立方体法： 1 M
2
a/2
(
1 2
a
)3
•NA
a
如图直线交点处 的圆圈为NaCl晶体 中Na+或Cl-所处位置， 晶体中，每个Na+周 围与它最接近的且距 离相等的Na+个数为： ____ 12
数为多少？ 4
3. 如图所示，在氯化钠晶体中，与 每个Na+等距离且最近的几个Cl-
所围 成的空间几何构型（ B ）
A. 十二面体 B. 正八面体 C. 正六面体 D. 正四面体
科学视野
含复杂离子的离子晶体 碳酸盐在一定温度下发生分解的规律？
课后小结：
课外活动： 完成 P83 第四点表格和练习册中的练习
及 “ 语 文 园 地”。 “ 语 文 园 地 ”包括 四个栏 目:我的 发现、 日积月 累、口 语
离子晶体种类繁多,结构多样 (41.)几氯种化钠常型见晶的离子晶体的晶胞结构：
胞
Na+ Cl-
钠离和氯离子在晶胞中的位置：
氯离子：体心和棱中点; 钠离子：面心和顶点.
或者反之;交错排列
每个NaCl晶胞含Na+、Cl-的个数?
作业：P82 Ex 5 6
选做练习题:
如右下图所示是NaCl晶胞结构示意图， 请回答：
(1) 与某个Na+离子距 离最近的Na+离子共有
12 个，
(2) 这些Na+离子中心 围成的空间几何图形是
___十__四__面___体___。
与Na+最近的Na+的个数及围成的几何图 形
第三章 第四节 晶格能
晶体结构与性质
第四节 离子晶体
第二课时
回顾：三种晶体结构与性质的比较
晶体类型 概念 原子晶体 分子晶体 金属晶体
相邻原子之间以共价 分子间以分子 键相结合而成具有空 间作用力相结 间网状结构的晶体 合而成的晶体
通过金属键 形成的晶体 金属键
金属阳离子 和自由电子
作用力 构成微粒
物 理 性 质 熔沸点 硬度 导电性
随堂练习
6.如图所示是某些晶体的结构，它们分别是NaCl、CsCl、 干冰、金刚石、石墨结构中的某一部分。
⑴ 其中代表金刚石的是（填编号字母，下同） _____，其中每个碳原子与____个碳原子最接近且距 离相等。金刚石属于____晶体。 ⑵ 其中代表石墨的是_______，其中每个正六边形 占有的碳原子数平均为______个。
格能的大小与离子晶体的 • 晶格能的大小与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比， 熔点有什么关系？离子晶 与阴、阳离子间的距离成反比。
体的晶格能与哪些因素有 简言之,晶格能的大小与离子带电量成正比,与离子半径成反比. 关？
–形成的离子晶体越稳定；（离子键越强） –熔点越高；硬度越大。
晶格能越大：
总结1
• 离子晶体有什么特点？ –无单个分子存在；NaCl不表示分子式; –熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。且
5.参照下表中物质的熔点，回答有关问题：
物质 NaF NaCl 801 SiCl4 NaBr 755 SiBr4 NaI 651 SiI4 12.05 NaCl 801 SiCl4 KCl 776 RbCl 715 CsCl 646 PbCl4 熔点℃ 995 物质 SiF4
GeCl4 SnCl4
随堂练习
6.如图所示是某些晶体的结构，它们分别是NaCl、CsCl、 干冰、金刚石、石墨结构中的某一部分。
2020高中化学 第三章 晶体结构与性质 第四节 离子晶体教案 选修3
第四节离子晶体［明确学习目标] 1。
能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质.2。
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.学生自主学习一、离子晶体1．定义：由□01阳离子和错误!阴离子通过错误!离子键结合而成的晶体.2．晶体结构的决定因素3．离子晶体的性质4．三种常见离子晶体的结构（1)NaCl型①如右图所示,每个Na＋周围距离最近的Cl－是错误!6个（上、下、左、右、前、后各错误!1个，即配位数是错误!6),构成正八面体；每个Cl－周围距离最近的Na＋也是错误!6个（即配位数是错误!6），构成正八面体。
由此可推知该晶体的化学式为错误!NaCl.②每个Na＋周围距离最近的Na＋是错误!12个(上层错误!4个，同层错误!4个,下层错误!4个),每个Cl－周围距离最近的Cl－也是错误!12个。
③每个晶胞中实际拥有的Na＋数是错误!4,Cl－数是错误!4。
由此也可推知该晶体的化学式为错误!NaCl.(2）CsCl型①如下图，每个Cs＋周围距离最近的Cl－是错误!8个（即配位数是错误!8)，构成正六面体；每个Cl－周围距离最近的Cs＋也是错误!8个(即配位数是错误!8），构成错误!正六面体。
由此可推知该晶体的化学式为错误!CsCl。
②每个Cs＋周围距离最近的Cs＋是错误!6个(上、下、左、右、前、后各错误!1个），构成错误!正八面体；每个Cl－周围距离最近的Cl－也是错误!6个,构成错误!正八面体。
③每个晶胞中实际拥有的Cs＋数是错误!1____，Cl－数是错误!1。
由此也可推知该晶体的化学式为错误!CsCl.（3)CaF2晶体（如图所示）每个Ca2＋周围最邻近的F－有错误!8个，即Ca2＋的配位数为错误!8；每个F－周围最邻近的Ca2＋有错误!4个，即F－的配位数为错误!4。
在CaF2晶体中，Ca2＋和F－个数比是错误!1∶2，刚好与Ca2＋和F －的电荷数之比相反。
高中化学第三章晶体结构与性质3.4离子晶体(第2课时)离子晶体(2)新人教版选修3
第三章晶体结构与性质第四节离子晶体第2课时离子晶体（2)知识归纳1．晶格能的概念：离子晶体的晶格能是____________________________________释放的能量。
晶格能通常取______,单位______.反映离子晶体______的数据。
2．晶格能的作用：晶格能越大,形成的离子晶体越______，而且熔点______，硬度______。
3．影响晶格能大小的因素：离子所带电荷数越多,晶格能______;离子半径越小，晶格能______。
【答案】1．气态离子形成1 mol离子晶体正值kJ·mol－1稳定性2．稳定越高越大3．越大越大知识重点晶格能与共价键键能的比较下列有关晶格能的叙述正确的是A．晶格能是气态原子形成1摩尔离子晶体释放的能量B．晶格能通常取正值，但有时也取负值C．晶格能越大，形成的离子晶体越稳定D．晶格能越大，物质的硬度反而越小【解析】晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体时所释放的能量，晶格能取正值,且晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。
【答案】C好题1．下列说法不正确的是A．离子晶体的晶格能越大离子键越强B．阳离子的半径越大则可同时吸引的阴离子越多C．通常阴、阳离子的半径越小、所带电荷数越多，该阴、阳离子组成的离子化合物的晶格能越大D．拆开1 mol离子键所需的能量为该离子晶体的晶格能2．下列物质的熔沸点高低顺序正确的是A．金刚石>氯化钠〉干冰B．SO2>CO2〉SiO2C．MgO>H2S〉H2O D．金刚石>生铁〉纯铁3．下列关于物质熔点的排列顺序不正确的是A．生铁>纯铁〉钠B．CI4〉CBr4〉CCl4>CF4C．NaCl〉NaBr〉KBr D．MgO〉H2O〉O2>N24．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（1）溴化钠晶体的晶格能比氯化钠晶体的_______(填“大”或“小”）,主要原因是___________________。
晶格能和键长的关系
晶格能和键长的关系
晶格能和键长是固体物质中两个重要的物理量，它们之间存在着密切的关系。
晶格能是指晶体中相邻原子之间的相互作用能量，而键长则是相邻原子之间的距离。
晶格能的大小取决于各种因素，包括晶体中原子的种类、排列方式以及它们之间的相互作用力。
对于一种给定的晶体结构，晶格能随着键长的变化而变化。
当键长变短时，相邻原子之间的相互作用能量增加，晶格能也随之增加。
反之，当键长变长时，相互作用能量减小，晶格能也减小。
晶格能和键长的关系可以通过实验观测得到。
科学家们可以通过测量晶体的热容、热膨胀系数等物理性质来推导出晶格能和键长之间的关系。
通过这些实验数据，可以建立起晶格能和键长之间的数学模型，并用来预测其他晶体的性质。
晶格能和键长的关系对于理解和研究固体材料的性质具有重要意义。
例如，在材料科学领域中，研究晶格能和键长的变化可以帮助科学家们设计新的材料，改善材料的性能。
此外，晶格能和键长的关系还可以用来解释一些固体材料的特殊性质，如电导率、热导率等。
晶格能和键长是固体材料中两个重要的物理量，它们之间存在着密切的关系。
通过研究晶格能和键长的变化，可以深入理解固体材料的性质，并为材料科学的发展提供指导。
高中化学第三章晶体结构与性质4-2晶格能教学案新人教版选修3
学习资料第二课时晶格能学习目标:了解晶体的晶格能，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱，掌握离子键的强弱与离子半径以及离子所带的电荷的关系。
[知识回顾］1．离子晶体的概念：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体.2．决定离子晶体结构的因素有哪些？答：几何因素、电荷因素、键性因素。
3．离子晶体的性质(1)硬度较大，难于压缩；（2)熔、沸点较高，难挥发;（3）不导电,但是在熔融态或水溶液中可导电.［要点梳理]晶格能（1）概念离子晶体的晶格能是指气态离子形成1_mol离子晶体释放的能量，能量取正值。
离子晶体的晶格能是最能反映离子晶体稳定性的数据。
（2）影响因素离子带电荷越多，晶格能越大，离子半径越大，晶格能越小.（3）晶格能对离子晶体性质的影响晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高,硬度越大。
知识点晶格能1．概念离子晶体的晶格能的定义是气态离子形成1_mol_离子晶体释放的能量，通常取正值。
下表给出了某些离子晶体的晶格能数据。
某些离子晶体的晶格能/kJ·mol－1晶格能可用来判断离子键的强弱，晶格能越大，晶格越稳定，破坏其晶格时消耗的能量也越大，表示离子键越强，则离子晶体越稳定。
2．影响晶格能大小的因素影响晶格能大小的因素主要是离子所带的电荷和阴、阳离子间的距离。
晶格能与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比,与阴、阳离子间的距离成反比，可用下式表示：晶格能∝错误!离子所带电荷越高，核间距越小,晶格能就越大。
而离子的核间距与离子的半径大小有关，阳离子或阴离子半径越小，离子的核间距就越小，则晶格能就越大。
如，比较MgO晶体和NaCl晶体的晶格能大小。
Mg2＋和O2－都是二价离子，而Na＋和Cl－都是一价离子；Mg2＋半径小于Na＋，O2－半径小于Cl－，故Mg2＋和O2－的核间距小于Na＋和Cl －的核间距，所以MgO晶体的晶格能大于NaCl晶体的晶格能。
除此之外，影响晶格能的因素还有离子晶体的结构型式。
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熔点℃ －90.2 －70.4 5.2
－70.4 －49.5 －36.2 －15.0
① 钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点高低取决于其________________， 在这种情况下，___________越大，______________越弱，故熔点依次 降低。 ② 硅的卤化物及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点高低取决于其_______， ___________________越大，________________越大，故熔点依次升高。 ③ 钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物的熔点高得多，这是由 _________。
格能的大小与离子晶体的 • 晶格能的大小与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比， 熔点有什么关系？离子晶 与阴、阳离子间的距离成反比。
体的晶格能与哪些因素有 简言之,晶格能的大小与离子带电量成正比,与离子半径成反比. 关？
–形成的离子晶体越稳定；（离子键越强） –熔点越高；硬度越大。
晶格能越大：
总结1
• 离子晶体有什么特点？ –无单个分子存在；NaCl不表示分子式; –熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。且
随堂练习
6.如图所示是某些晶体的结构，它们分别是NaCl、CsCl、 干冰、金刚石、石墨结构中的某一部分。
⑴ 其中代表金刚石的是（填编号字母，下同） _____，其中每个碳原子与____个碳原子最接近且距 离相等。金刚石属于____晶体。 ⑵ 其中代表石墨的是_______，其中每个正六边形 占有的碳原子数平均为______个。
5.参照下表中物质的熔点，回答有关问题：
物质 NaF NaCl 801 SiCl4 NaBr 755 SiBr4 NaI 651 SiI4 12.05 NaCl 801 SiCl4 KCl 776 RbCl 715 CsCl 646 PbCl4 熔点℃ 995 物质 SiF4
GeCl4 SnCl4
NaCl 型 AB CsCl 型 ZnS型
Na+：6 Na+： 6 Cl-： 6 Cl ： 6
Na+： 4
Cl-： 4 Cs+： 1
8 8 Cs+： Cs+：
KBr AgCl、 MgO、CaS、 BaSe
CsCl、CsBr、 CsI、TlCl
Cl-： 8 Cl-： 8 Cl-：1 Zn2+： Zn2+： 4 4 Zn2+： ZnS、AgI、 4 S2-： 4 S2-： 4 S2-：4 BeO
参考答案： Ni3+ ：Ni2+＝6 ：91
• 7.中学教材上图示的NaCl晶体结构，它向三维空间延
拓展提高
伸得到完美晶体。NiO晶体结构与NaCl相同，Ni2＋与邻 近的O2-核间距为a×10-8 ㎝，计算NiO晶体密度（已知 NiO摩尔质量为74.7g· -1) mol 解：在该晶体中最小正方体 （个） 4× 1 = 1 2+、O2－个数均为: 8 2 中所含的Ni 8 即晶体中每个小正方体中平 74.7g × 1 均含有1/2个NiO.其质量为:6.02×1023 2 3 4 8 7 -8㎝)3 而此小正方体体积为(a×10
随堂练习
1.下列热化学方程式中，能直接表示出氯化钠晶格 能的是______ B A、 Na (s) + 1/2Cl2 (g) = NaCl(s); △H B、Na+(g) + Cl- (g) = NaCl(s); △H1 C、Na (s)= Na (g) ; △H2 D 、Na (g) -e- = Na+ (g) ; △H3 E、1/2Cl2(g)=Cl(g); △H4 F、Cl(g) + e- =Cl-(g); △H5 写出△H1与△H 、△H2、△H3、△H4、△H5之间 △H =△H1 +△H2+△H3 +△H4 +△H 的关系式__________________________________ 5
随堂练习
2.下表列出了有关晶体的知识，其中错误的是（
A B C
B）
D
晶体 晶体微粒间存在 的作用力
硫化钾
干冰 分子
金刚石 原子
碘 分子 范德华力
组成晶体的微粒 阴阳离子
离子键
共价键 共价键
随堂练习 3.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 4.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
BaCO
3
1360
阳离子半径/pm
66
99
112
135
碳酸盐的热分解是由于晶体中的阳离子 结合碳酸根离子中的阳离子，使碳酸根 离子分解为二氧化碳分子的结果，可图 解如下：
＋
M2+ CO32MO CO2
图3-30 碳酸盐的热分解示意图
三、晶格能
• 定义：气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量.
仔细阅读表3—8，分析晶 • 表示：符号为U 单位是KJ/mol ,取正值
共价键
原子 很高 很大 无(硅为半导体)
分子间作用力
分子 很低 很小 无
差别较大 导体
实例
金刚石、二氧化硅、 I2、干冰、冰 Au、Fe、Cu、 晶体硅、碳化硅 钢铁等 等
科学视野
实验表明，碳酸盐的阳离子不同，热分解的温度不 同，如下表所示： 碳酸盐 热分解温度/ºC MgCO3 CaCO3 402 900 SrCO3 1172
第三章
晶体结构与性质
第四节 离子晶体
第二课时
回顾：三种晶体结构与性质的比较
晶体类型 概念 原子晶体 分子晶体 金属晶体
相邻原子之间以共价 分子间以分子 键相结合而成具有空 间作用力相结 间网状结构的晶体 合而成的晶体
通过金属键 形成的晶体 金属键
金属阳离子 和自由电子
作用力 构成微粒
物 理 性 质 熔沸点 硬度 导电性
随着离子电荷的增加，核间距离的缩短， 晶格能增大，熔点升高。 –一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。
–固态不导电，水溶液或者熔融状态下能导电。 • 哪些物质属于离子晶体？ –强碱、部分金属氧化物、部分盐类。
各类型离子晶体晶胞的比较
晶体 类型 晶胞 类型 晶胞结构 示意图 配位数 距离最近 且相等的 相反离子 每个晶 胞含有 离子数 实例
2+ 4 8 Ca2+： Ca ： Ca2+： 8 F-： 4 F-： 4 F-： 8
AB2
CaF2 型
碱土金属卤 化物、碱金 属氧化物。
总结2
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。 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。
随堂练习
6.如图所示是某些晶体的结构，它们分别是NaCl、CsCl、 干冰、金刚石、石墨结构中的某一部分。
⑶ 其中代表NaCl的是______。 ⑷ 代表CsCl的是___,它属于___晶体,每个Cs+与__个Cl-紧邻。 ⑸ 代表干冰的是_________，它属于______晶体，每个CO2分 子与______个CO2分子紧邻。 ⑹ 上 述 五 种 物 质 熔 点 由 高 到 低 的 顺 序 ______________________。
故NiO晶体密度为：
5
1
6
2
74.7g 1 × 2 (a×10-8㎝)3 = 62.0 g. ㎝-3 a3 6.02×1023
总结
综合应用
8.天然的和大部分人工制备的晶 体都存在各种缺陷，例如在某种 NiO晶体中就存在以下缺陷：一 个Ni2+ 空缺，另有两个Ni2+ 被两 个Ni3+ 所取代。其结果晶体仍呈 电中性，但化合物中Ni和O的比 值却发生了变化。某氧化镍样品 组成为Ni0.97O,试计算该晶体中 Ni3+与Ni2+的离子数之比。