第四节离子晶体

晶格能越大，岩浆中的矿物越易结晶析出
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
某些离子晶体的晶格能
FClBrI-
Li+
1036
853
wk.baidu.com807
757
Na+
K+
923
821
786
715
747
682
个Cs+和 1 个Cl-。
8 。
(3)CaF2型 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 。
中 无 NaCl分子，化学式NaCl表Na+和Cl-的最简个数比 。
(2)CsCl型
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
Cs+和Cl-的配位数分别为 8 、
704
649
Rb+
Cs+
785
740
689
659
660
631
630
604
思考题：几种典型的离子晶体
(1)NaCl型
每个Na+周围最近且等距离的Cl-有
围最近且等距离的Na+有 6 12
6
个，每个Cl-周
个；在每个Na+周围最近且
等距离的Na+有
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 4 4 + 个NaCl晶胞中含 个Na 和 个Cl-。 NaCl晶体
阴、阳离子间强烈的静电作用。 离子键： 离子键无饱和性 、无方向性 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。 2、晶体中存在的微粒： 阴、阳离子
3、微粒间的作用力：离子键 4、哪些类物质属于离子晶体？ 大多数盐、强碱、活泼金属氧化物
理论上，结构粒子可向空间无限扩展
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。 ×
+ 每个Cl 周围有六个Na
NaCl和CsCl正负离子的配位数相同，是由于正负离 子电荷（绝对值）相同。
电荷因素：
晶体中正负离子的电荷比决定正负离子配 位数是否相等
离子晶体 阴离子的配位数 阳离子的配位数 NaCl CsCl 6 8 6 8 4
ZnS
4
ZnS型离子晶体
返回原处
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。
下面我们研究一下CaF2的晶胞
(3)CaF2的晶胞

找出下列离子晶体中阳离子和阴离子的配位 数，它们是否相等？
离子晶体 阴离子的配位数 阳离子的配位数 NaCl CsCl 6
6
8 4 8
8
4
ZnS
CaF2
4
6、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决定正负离子 的配位数 • 电荷因素： – 晶体中正负离子的电荷比决定正负离子 配位数是否相等 • 键性因素： – 离子晶体的结构类型还与离子键的纯粹 程度(简称键性因素)，即与晶体中正负离 子的相互极化程度有关。
科学视野 思考：碳酸盐的稳定性与什么因素有关。
碳酸盐的分解温度与金属阳离子所带的电荷及阳离子半径有关
二、晶格能 1、晶格能的定义： 气态离子形成1mol离子晶体释放的 能量。 2、影响晶格能大小的因素： • 阴、阳离子的半径越小，晶格能越大。 • 阴、阳离子所带电荷越多，晶格能越大。 3、晶格能的作用： 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。晶格能也影响了岩浆晶出的次序，
7、离子晶体的物理性质
（1）离子晶体具有较高的熔点，沸点，难挥发。 一般说来，阴阳离子的电荷数越大，离子半径 越小，则离子键越强，离子晶体的熔沸点越高。 如：熔点MgO>NaCl KF>KCl>KBr>KI （2）离子晶体硬而脆。 （3）离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电 （4）大多数离子晶体易溶于极性溶剂（H2O),难溶于非 极性溶剂（如汽油，苯，CCl4)
离子 离子半径/pm Na+ 95 Cs+ 169 CsCl r+/r- = C.N.=8 Cl181
NaCl r+/r- = 0.525 C.N.=6
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-
规律总结
各种晶体类型的比较
原子晶体 原子 共价键 分子晶体 分子 范德华力 金属晶体 金属离子、 自由电子 金属键 金属光泽， 是电和热的 良导体，熔 沸点高或低
离子晶体 存在微粒 微粒间作用 阴阳离子 离子键 硬而脆，易溶于 极性溶剂，熔化 时能够导电，溶 沸点高
主要性质
质地硬，不溶于 大多数溶剂，导 电性差，熔沸点 很高
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，分子间作用力就 越强，熔沸点就越高。(存在氢键时,熔沸点反常的高) ⑷金属晶体中，离子半径越小，离子电荷越高，金属 键就越强，熔沸点就越高。合金的熔沸点比它的各成 分金属的熔点低。
祝 考点要求： 同 1、了解羧酸、酯典型代表物的组成、 学 结构特点、主要性质及重要应用。 们 学 习 进 步
金刚石
硬度小，水 溶液能够导 电，溶沸点 低
氨、氯化氢
实例
食盐晶体
镁、铝
物质的熔沸点与晶体类型的关系
1、常温下的状态： 熔点：固体＞液体 沸点：液体＞气体 2、若晶体类型不同，一般情况下： 原子晶体＞离子晶体＞分子晶体
点击高考
3、若晶体类型相同，构成晶体质点间的作用大，则熔 沸点高，反之则小。 ⑴离子晶体中，结构相似时，离子半径越小， 离子电荷越高，离子键就越强，熔沸点就越高。 ⑵原子晶体中，结构相似时，原子半径越小， 键长越小、键能越大,熔沸点越高。
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.。
5、几种典型的离子晶体
（1)NaCl型
（2)CsCl型
科学探究：

找出CsCl、NaCl两种离子晶体中阳离子和 阴离子的配位数，它们是否相等？
离子晶体 阴离子的配位数 阳离子的配位数
NaCl CsCl
6 8
6
8
+ 每个Na 周围有六个Cl