第三章 第四节 晶格能

• 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
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
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
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
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
2.下表列出了有关晶体的Βιβλιοθήκη Baidu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
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
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 _________。
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
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
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
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
参考答案： Ni3+ ：Ni2+＝6 ：91
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 ______________________。
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。
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。