离子晶体教学设计

[教学设计]第四节离子晶体

【知识与技能】

1．掌握离子晶体的概念，能识别氯化钠、氯化铯、氟化钙的晶胞结构。

2．学会离子晶体的性质与晶胞结构的关系。

3．通过探究知道离子晶体的配位数与离子半径比的关系。

4、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。

【教学重点】离子晶体的物理性质的特点；离子晶体的配位数及其影响因素；晶格能的定义和应有用。

【教学难点】离子晶体配位数的影响因素；晶格能的定义和应有用。

【教案设计】

【回忆复习】分子晶体、原子晶体分别有哪些物理特性？

【投影】晶体比较

【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．常见的离子化合物包括哪些？常温下以什么形态存在？晶体是如何形成的？构成微粒是什么？这些微粒是怎样堆集的？

【展图观察】NaCl、CsCl晶体模型。

【板书】一、离子晶体

1、定义：离子间通过离子键结合而成的晶体

（1）结构微粒：阴、阳离子

（2）相互作用：离子键

【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。

【板书】离子键无方向性和无饱和性

【展示图片】（3）种类繁多：含离子键的化合物晶体：强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐

（4）理论上，结构粒子可向空间无限扩展

【思考】NaCl、CsCl晶体中有无单个个分子，“NaCl”、“CsCl”是否代表分子组成呢？

【讲述】在NaCl晶体或CsCl晶体中，都不存在单个的NaCl分子或单个的CsCl分子，但是，在这两种晶体里阴、阳离子的个数比都是1∶1。所以，NaCl和CsCl是表示离子晶体中离子个数比的化学式，而不是表示分子组成的分子式。

【思考】在NaCl晶体中，每个Na+周围有几个Cl-？每个Cl-周围有几个Na+？在CsCl晶体中，每个Cs+周围有几个Cl-？每个Cl-周围有几个Cs+？

【板书】二、离子晶体中离子键的配位数

（1）定义：是指一个离子周围邻近的异电性离子的数目

【探究】NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数

【思考】为什么同是AB型离子晶体，CsCl与NaCl的晶体结构和配位数不一样？请从两者的组成中试寻找形成差异的原因。

【板书】（2）影响阴、阳离子的配位数的因素|：

①正、负离子半径比的大小

【投影】

【学生活动】NaCl、CsCl中正、负离子的半径比和配位数

NaCl CsCl

r+/r- = r+/r- =

C.N.=6 C.N.=8

【自主探究】CaF2晶体中阴、阳离子的配位数

前面两例中每种晶体的阴、阳离子所带的电荷数相同，阴、阳离子个数相同，配位数不相同。如果离子晶体中阴、阳离子的电荷数不相同，阴、阳离子个数不相同，各离子的配位数是否也不相同？下面请看CaF2晶体结构回答问题：

请根据图中晶胞结构计算：每个Ca2 +周围最邻近的F-有____个，表明Ca2 +的配位数为____。每个F-周围最邻近的Ca2 +有____个，表明F-的配位数是_____。由此可见，在CaF2晶体中，Ca 2 +和F-个数比为______,刚好与Ca2 +和F-的电荷数之比______。整个晶体的结构与前面两例的结构完全不相同。因此可以得出晶体中阴、阳离子电荷比也是决定离子晶体结构的重要因素，称为电荷因素。

（2）电荷因素：晶体中阴、阳离子电荷比

此外，决定离子晶体结构的因素还有离子键的纯粹程度，称为键性因素。对此高中不作详细学习。

（3）键性因素：离子键的纯粹程度

【思考】:

1、根据氯化钠的结构模型确定晶胞，并分析其构成。每个晶胞中有Na+，有个Cl-

2、在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Na+有个

3、在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Cl-所围成的空间结构为体

【板书】立方晶系的晶胞中, 原子个数比的计算:

(1)处于体心的原子: 完全属于该晶胞

(2)处于面心的原子,属于两个晶胞共有,每个晶胞平均占有它的1/2

(3)处于棱上的原子,属于四个晶胞共有,每个晶胞平均占有它的1/4

(4)处于顶点的原子,属于八个晶胞共有,每个晶胞平均占有它的1/8

晶胞中微粒个数= 晶胞中可视的微粒个数×晶胞占有值

【练习】CsCl的结构晶胞：

1、根据氯化铯的结构模型确定晶胞，并分析其构成。每个晶胞中有 Cs+，有个Cl-

2、在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有个

[小结]

类型离子晶体

结构构成晶体的粒子相互作用

[反馈练习]

1．某离子晶体的晶胞结构如下图所示：

则该离子晶体的化学式为（）。

A．abc B、abc3

C．ab2c3D．ab3c

2．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价可看作部分为0价，部分为-2价。下图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列说法正确的

A．晶体中与每个K+距离最近的K+有12个

B．晶体中每个K+周围有8个O2-，每个O2-周围有8个K+

C．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有14个K+和13 个O2-

D．晶体中，0价氧原子与-2价氧原子的数目比可看作为3:1

5．某离子晶体部分结构如图

(1)晶体中每个Y同时吸引着最近的________个X，

每个X同时吸引着最近的________个Y，该晶体的化学式为________

(2)晶体中每个X周围与它最近且距离相等的X共有________个.

(3)晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角∠XYX的角度________

(4)设该晶体的摩尔质量为M g mol-1，晶体密度为，阿佛加德罗常数为N A，则晶体中两个距离最近的X中心间距离为_____cm