2019-2020年高二化学离子键 离子晶体教案 苏教版

2019-2020年高二化学离子键离子晶体教案苏教版

【知识与技能】

1、通过复习钠与氯形成氯化钠的过程,使学生理解离子键的概念、形成过程和特点。

2、理解离子晶体的概念、构成及物理性质特征，掌握常见的离子晶体的类型及有关晶胞的计算。

【过程与方法】

1、复习离子的特征，氯化钠的形成过程，并在此基础上分析离子键的成键微粒和成键性

质，培养学生知识迁移的能力和归纳总结的能力。

2、在学习本节的过程中，可与物理学中静电力的计算相结合，晶体的计算与数学的立体

几何、物理学的密度计算相结合。

【情感态度与价值观】

通过本节的学习，进一步认识晶体，并深入了解晶体的内部特征。

【教案设计】第一课时

【问题引入】

1、钠原子与氯原子是如何结合成氯化钠的？你能用电子式表示氯化钠的形成过程吗？

2、根据元素的金属性和非金属性差异，你知道哪些原子之间能形成离子键？

【板书】第二单元离子键离子晶体

§3-2-1离子键的形成

一、离子键的形成

【学生活动】写出钠在氯气中燃烧的化学方程式；

思考：钠原子与氯原子是如何结合成氯化钠的？请你用电子式表示氯化钠的形成过程。【过渡】以阴、阳离子结合成离子化合物的化学键，就是离子键。

【板书】1、离子键的定义：使阴、阳离子结合成离子化合物的静电作用

2. 离子键的形成过程

【讲解】以 NaCl 为例，讲解离子键的形成过程：

1）电子转移形成离子：一般达到稀有气体原子的结构

【学生活动】

分别达到 Ne 和 Ar 的稀有气体原子的结构，形成稳定离子。

2）判断依据：元素的电负性差要比较大

【讲解】元素的电负性差要比较大，成键的两元素的电负性差用△X表示，当△X > 1.7, 发生电子转移, 形成离子键;

当△X < 1.7, 不发生电子转移, 形成共价键.

【说明】：但离子键和共价键之间, 并非严格截然可以区分的. 可将离子键视为极性共价键的一个极端, 而另一极端为非极性共价键. 如图所示：

化合物中不存在百分之百的离子键, 即使是 NaF 的化学键之中, 也有共价键的成分, 即

除离子间靠静电相互吸引外, 尚有共用电子对的作用.

X > 1.7, 实际上是指离子键的成分(百分数)大于50%.

【小结】：

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。

【板书】二、用电子式表示离子化合物的形成

【练习】1、写出下列微粒的电子式：（1）Na+、Mg2+、Cl-、O2-、

（2）NaCl MgO MgCl

小结：离子化合物电子式的书写

1.简单阴离子的电子式不但要表达出最外层所有电子数（包括得到的电子），而且用方括号“[ ]”括起来，并在右上角注明负电荷数

2.简单阳离子的电子式就是离子符号

3.离子化合物的电子式由阴离子和阳离子电子式组成，相同的离子不能合并

【练习】2、用电子式表示NaCl、K2S的形成过程

小结：用电子式表示离子键的形成过程

1.左边是组成离子化合物的各原子的电子式 , 右边是离子化合物的电子式

2.连接号为“”

3.用表示电子转移的方向

【板书】三、离子键的实质

思考：从核外电子排布的理论思考离子键的形成过程

【板书】：实质是静电作用

靠静电吸引，形成化学键体系的势能与核间距之间的关系如图所示：横坐标: 核间距r。纵坐标: 体系的势能 V。纵坐标的

零点: 当 r 无穷大时, 即两核之间无限远时, 势能为零.

下面来考察 Na+和 Cl-彼此接近时, 势能V的变化。

从图中可见:

r >r0, 当 r 减小时, 正负离子靠静电相互吸引, V减小,

体系稳定.

r = r0时, V有极小值, 此时体系最稳定. 表明形成了离子

键.

r < r0时, V 急剧上升, 因为 Na+和 Cl-彼此再接近时, 相互之间电子斥力急剧增加, 导致势能骤然上升.

因此, 离子相互吸引,保持一定距离时, 体系最稳定, 即当静电引力与静电斥力达到平衡

时，形成稳定的离子键，整个体系达到能量最低状态。

【板书】四、离子键的特征

【讲解】通常情况下，阴、阳离子可以看成是球形对称的，其

电荷分布也是球形对称的，只要空间条件允许，一个离子可以

同时吸引多个带相反电荷的离子。因此离子键没有方向性和饱

和性。

【讨论】就NaCl的晶体结构，交流你对离子键没有饱和性和方向性的认识

【板书】（1）. 离子键无方向性

（2）. 离子键无饱和性

【板书】五、离子键的强度——晶格能

（1）. 键能和晶格能

【讲解】以 NaCl 为例:

键能:1mol 气态 NaCl 分子, 离解成气体原子时, 所吸收的能量. 用Ei 表示:

【板书】（2）.晶格能（符号为U）:

拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量

【讲解】在离子晶体中，阴、阳离子间静电作用的大小用晶格能来衡量。晶格能（符号为U）是指拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。

例如：拆开 1mol NaCl 晶体使之形成气态钠离子和氯离子时, 吸收的能量. 用 U 表示: NaCl（s） Na+（g） + Cl-（g） U= 786 KJ.mol-1

晶格能 U 越大,表明离子晶体中的离子键越牢固。一般而言，晶格能越大，离子晶体的离子键越强. 破坏离子键时吸收的能量就越多,离子晶体的熔沸点越高，硬度越大。键能和晶格能, 均能表示离子键的强度, 而且大小关系一致. 通常, 晶格能比较常用. 【板书】（3）. 影响离子键强度的因素——离子的电荷数和离子半径

【思考】由下列离子化合物熔点变化规律 ,分析离子键的强弱与离子半径、离子电荷有什么关系?

（1）NaF NaCl NaBr NaI 988℃ 801℃ 747℃ 660℃

（2）NaF CaF2 CaO

988℃ 1360℃ 2614℃

（提示：Ca2+半径略大于Na+半径）

【讲解】从离子键的实质是静电引力出发, 影响 F 大小的因素有: 离子的电荷

数q 和离子之间的距离 r (与离子半径的大小相关)

1) 离子电荷数的影响：电荷高，晶格能大，离子晶体的熔沸点高、硬度大。

NaCl MgO

晶格能（KJ.mol-1） 786 3791

熔点（℃） 801 2852

摩氏硬度 2.5 6.5

2) 离子半径的影响：半径大, 导致离子间距大,晶格能小，离子晶体的熔沸点低、硬度小。