离子晶体 选修三课件

晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子所吸收的能量
2.表示：符号为U 单位是KJ/mol ,取正值
3、影响晶格能大小因素 离子晶体中阴阳离子半径越小，所带电荷越多， 离子键越强，晶格能越大
4 晶格能的作用：
（1）晶格能越大，离子晶体越稳定，离 子晶体的熔沸点越高，硬度越大。 （2）岩浆晶出规则与晶格能的关系
★晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩 浆冷却过程中冷却下来，从而先结晶
例：下列热化学方程式中，能直接表示出氯 B 化钠晶格能的是______ 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之间的关系式_____
4 2°阳离子的配位数： 4 阴离子的配位数：
科学探究：
找出NaCl、CsCl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 NaCl CsCl 阴离子的配位数 阳离子的配位数
6
6
8
8
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。
配位数 半径比
4
0.2~0.4
6
0.4~0.7
8
0.7~1.0
空间构型
ZnS
NaCl
CsCl
6、决定离子晶体结构的因素
（1）几何因素
晶体中正负离子的半径比
（2）电荷因素
晶体中正负离子的电荷比
（3）键性因素
离子键的纯粹因素
1、几何因素
配位数与 r +/ r－ 之比相关： 0.225 —— 0.414 4 配位 0.414 —— 0.732 6 配位 0.732 —— 1.000 8 配位
(2)氯化铯晶体
氯化铯晶体中 氯离子和铯离 子分别处于晶 胞的什么位置？
铯离子
氯离子
氯离子位于顶点， 铯离子位于体心。
CsCl晶体中离子的配位数
（1）每个晶胞含铯离子、 氯离子的个数？ （2）在氯化铯晶体中，每 个Cs+周围与之最接近且距离 相等的Cl-共有 ；这几个 Cl-在空间构成的几何构型 为 。 （3）在每个Cl-周围距离相等且最 近的Cs+共有 ；这几个Cs＋ 在 空间构成的几何构型 。
NaCl:95/181=0.525 CsCl:169/181=0.933
2、电荷因素
由正负离子的电荷比影响 离子晶体的配位数的因素， 称为电荷因素。 例：CaF2的晶体中，Ca2＋ 1:2 和F－的个数之比____，电 荷数之比_____，Ca2＋配位 2:1 数是_____，F－的配位数 8 是_______。 4
第四节 离子晶体
第 一 课 时
水 晶 雪花
常见晶体
氯 化 钠 干冰
金刚石
明矾
1.NaCl晶体是典型的离子化合物,其中 存在哪些微粒?试写出NaCl的电子式.
2.上述离子是通过怎样的相互作用结合 成晶体的呢?
知识回顾：离子键
1、 使阴、阳离子结合成离子化合物的静电作用 称 为离子键。 2、成键的微粒： 阴、阳离子 3、成键的本质：阴阳离子间的静电作用
(3)CaF2型晶胞
1°一个CaF2晶胞中含：
4个Ca2+和8个F¯
2°Ca2+的配位数：8 F-的配位数：4
Ca
F
晶胞上面心 图示为CaF2晶胞的1/8, 观察点为上左前方
8 Ca2＋配位数是_____，F－的配位数是 4 _______。
(4)ZnS型晶胞
1°一个ZnS晶胞中含： 4个阳离子和4个阴离子
6、影响离子键强弱的因素：
离子半径和 离子电荷
Q1Q2 FK 2 r
同种类型的离子晶体，通常离子半 径越 小、离子带电荷越 多 ，离子键就 越 强。离子键越强，破坏它所需能量 就越 大 。熔点就越 高 。
7、离子键的特征
没有方向性： 阴阳离子是球形对称的，电荷的分布也是 球形对称的，它们在空间各个方向上的静电 作用相同，都可以和带不同电荷的离子发生 作用 没有饱和性： 在静电作用能达到的范围内，只要空间条 件允许，一个离子可以多个离子发生作用
重晶石
BaSO4
明矾 KAl(SO4)2· 2O 12H
莹石
CaF2
胆矾 CuSO4· 2O 5H
一、离子晶体
1、定义： 由阳离子和阴离子通过离子键 结合而成的晶体。
2、成键粒子： 阴、阳离子 3、相互作用力： 离子键 4、常见的离子晶体：强碱、活泼金属氧化 物、大部分的盐类。
阅读课本P79最后一段(即科学 视野之前的一段),结合氯化钠晶体 的结构,你认为离子晶体物理性质有 何特点?
思考：氯化钠晶体中钠离子和氯离子分别处 于晶胞的什么位置？ 顶点和面心是钠离子 棱上和体心是氯离子
NaCl晶体中离子的配位数
3 3 6 1 2 1 5 4 6 2
5
4
这几个Na+在空间 构成的几何构型 为 正八面体 。
每个Cl- 周围 与之最接近且 距离相等的Na+ 6 共有 个。
CsCl晶体的结构
21参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
△H =△H1 +△H2+△H3 +△H4 +△H5
练习
1、下表列出了有关晶体的知识，其中错误的是（ B
A 晶体 组成晶体的微粒 晶体微粒间存在的作用力 硫化钾 阴阳离子 离子键 B 干冰 分子 共价键 C 金刚石 原子 共价键 D 碘 分子 范德华力
）
2、下列物质的晶体，按其熔点由低到高的排列顺序正确的是 （ ） A．NａCｌ、SｉO2、CO2 B．NａCｌ、CO2、SｉO2 C C．NａCｌ、MｇO、SｉO2 D．NａCｌ、SｉO2、MｇO
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 ______________。
CaF2的晶胞
熔点℃
沸点℃
NaCl
CsCl
801
645
1413
1290
为什么NaCl的熔沸点比CsCl高？
结论:
对于组成和结构相似的物质， 阴、阳离子半径越小，离子键越强， 熔沸点较高，晶体越稳定。 离子键的强弱在一定程度上可以 用离子晶体的晶格能来衡量。
（二）、离子晶体的晶格能
1.概念：气态离子形成1摩尔离子晶体 释放的能量，通常取正值。或指拆开1mol离子
5.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。 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_____________________的是 A.NH4Cl B.SiO2 C.P4 D.Na2SO4 问题反思——化学式能否表示分子，关 键能判断该物质是否分子晶体
4.下列有关晶体的叙述中不正确的是 ( ) A.金刚石的网状结构中,由共价键形成的碳 原子环中,最小的环上有6个碳原子 B. 氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等的 Na+离子共有6个 C.氯化铯晶体中,每个铯原子周围紧邻8个氯 原子 D.干冰晶体中,每个二氧化碳分子周围紧邻 12个二氧化碳分子
4、成键的条件： 活泼金属元素的原子和活 泼的非金属元素的原子
5.常见的离子化合物
哪些物质中含有离子键？
思考
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。 4、从物质类别的角度来说，离子化合物通常包 括________、___________和________________。 强碱 大多数盐 活泼金属氧化物
5. 离子晶体物理性质的特点：
(1) 熔沸点 较高 , 难挥发难压缩。 离子电荷越多,核间距离越小,熔沸点升高。 (2) 硬度 较大 。 (3) 水溶性 一般易溶于水,而难溶于非极性溶剂。 (4) 导电性 固态不导电,水溶液或者熔融状态下能导电。
5、晶胞类型：
(1) 氯化钠晶体