离子键和离子晶体

（2）同一周期中电子层结构相同的阳离子的半 径，随离子的电荷数的增加而减小；而阴离子的半 径随离子的电荷数减小而增大。
（3）1 族、2 族、13~17 族的同族电荷数相同 的离子的半径，随离子的电子层数增加而增大。
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第二节 离子晶体
一、晶格和晶胞 二、离子晶体的特征 三、离子晶体的类型 四、离子晶体的半径比规则
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固体可分为晶体和非晶体两大类。 晶体与非晶体的主要区别是： （1）晶体一般具有整齐规则的几何外形，而非晶 体（如玻璃、沥青、石蜡等）没有固定的几何外形。 （2）晶体具有固定的熔点，而非晶体没有固定的 熔点。 （3）晶体具有各向异性，其某些物理性质在不同 方向上是不同的（如石墨在与层垂直方向上的电导率 为与层平行方向上的 1/104 )，而非晶体的物理性质在 不同方向上都相同。
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第一节 离 子 键
一、离子键的形成
二、离子键的特征 三、离子的特征
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一、离子键的形成
当电负性较小的活泼金属元素的原子与电负性 较大的活泼非金属元素的原子相互接近时，金属原 子失去最外层电子形成带正电荷的阳离子；而非金 属原子得到电子形成带负电荷的阴离子。阳、阴离 子之间除了静电相互吸引外，还存在电子与电子、 原子核与原子核之间的相互排斥作用。当阳、阴离 子接近到一定距离时，吸引作用和排斥作用达到了 平衡，系统的能量降到最低，阳、阴离子之间就形 成了稳定的化学键。这种阳、阴离子间通过静电作 用所形成的化学键称为离子键。
在离子晶体中，阳、阴离子被限制在晶格格 点上振动，不能移动，因此离子晶体不导电。但 是当离子晶体熔融或溶于水时，产生自由移动的 阳、阴离子，从而可以导电。
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三、离子晶体的类型
在离子晶体中，由于阳、阴离子在空间的排列方 式不同，因此离子晶体的空间结构也就不相同。对于 AB 型离子晶体，常见的有 CsCl 型、NaCl 型和 ZnS 型三种典型晶体结构类型。
离子的电子层组态有以下几种：
（1）2 电子组态：离子只有 2 个电子，外层电 子组态为 1s2。
（2）8 电子组态：离子的最外电子层有 8 个电 子，外层电子组态为 ns2np6。
（3）18 电子组态：离子的最外电子层有 18 个 电子，外层电子组态为 ns2np6nd10 。
（4）18＋2 电子组态：离子的次外电子层有 18 个电子，最外电子层有 2 个电子，外层电子组态为 (n－1)s2(n－1)p6(n－1)d10ns2。
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一、晶格和晶胞
构成晶体的微观粒子在三维空间进行有规则的排 列，把组成晶体的每一个微观粒子抽象为一个点，由 这些点按一定规则组成的几何构型称为晶格。晶格上 微观粒子所处的位置称为晶格格点。
按晶格格点上微粒之间的作用力不同，可分为离 子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。
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离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体的结构和特性
第九章 离子键和离子晶体
第一节 离子键 第二节 离子晶体 第三节 离子晶体的晶格能 第四节 离子极化
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在分子或晶体中，直接相邻的原子或离子之 间存在强烈相互作用。化学上把分子或晶体中直 接相邻的原子或离子间的强烈相互作用称为化学 键。化学键的类型有离子键、共价键和金属键。
晶体的种类繁多，但若按晶格内部微粒间的 作用力来划分，可分为离子晶体、原子晶体、分 子晶体和金属晶体四种基本类型。
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三、离子的特征
离子的电荷数、离子的电子组态和离子半径 是离子的三个重要特征。 （一）离子的电荷数
从离子键的形成过程可知，阳离子的电荷数 就是相应原子失去的电子数；阴离子的电荷数就 是相应原子得到的电子数。阴、阳离子的电荷数 主要取决于相应原子的电子层组态、电离能、电 子亲和能等。
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（二）离子的电子组态
（l）CsCl 型晶体： CsCl 型晶体的晶胞是正立方 体，l 个 Cs+ 处于立方体中心，8 个 Cl－ 位于立方体 的 8 个顶点处，每个晶胞中有 1 个 Cs+ 和 1 个 Cl-。 CsCl 晶体就是 CsCl 晶胞沿着立方体的面心依次堆积 而成。在 CsCl 晶体中，每个 Cs+ 被 8 个 Cl－ 包围， 同时每个 Cl－ 也被 8 个 Cs+ 包围，Cs+ 与 Cl－ 的个数 比为 1:1 。
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二、离子键的特征
离子键的特征是没有方向性和没有饱和性。 由于离子的电荷分布是球形对称的，它在空间 各个方向与带相反电荷的离子的静电作用都是相同 的，阴、阳离子可以从各个方向相互接近而形成离 子键，所以离子键是没有方向性的。 在形成离子键时，只要空间条件允许，每一个 离子可以吸引尽可能多的带相反电荷的离子，并不 受离子本身所带电荷的限制，因此离子键是没有饱 和性的。 形成离子键的必要条件是相互化合的元素原子 间的电负性差足够大。
（a）CsCl 型晶体
（b）NaCl 型晶体
（c）ZnS 型晶体
CsCl 晶体、NaCl 晶体和 ZnS 晶体的子与阴离子通过离子键结合而形成的 晶体称为离子晶体。离子晶体一般具有较高的熔 点、沸点和较大的硬度。
离子晶体的硬度虽然较大，但比较脆。这是 因为当离子晶体受到外力作用时，各层晶格结点 上的离子发生位移，使原来异号离子相间排列的 稳定状态转变为同号离子相邻的排斥状态，晶体 结构遭到破坏。
（ 5 ） 9~17 电 子 组 态 ： 离 子 的 最 外 电 子 层 有 9~17 个电子，外层电子组态为 ns2np6nd1~9。
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（三）离子半径 离子半径是根据离子晶体中阴、阳离子的核间
距测出的，并假定阴、阳离子的平衡核间距为阴、 阳离子的半径之和。
离子半径具有如下规律：
(1) 同一元素的阴离子半径大于原子半径，阳 离子半径小于原子半径。
晶体类型 结点微粒
微粒间作用力
晶体特性
离子晶体 阳、阴离子
离子键
熔点、沸点高，硬度大而脆， 熔融或溶于水能导电
原子晶体
原子
共价键
熔点高、硬度大，导电性差
分子晶体
分子
金属晶体
原子和阳离 子
分子间力，氢键 熔点、沸点低，硬度小
金属键
熔点、沸点有高有低，硬度 有大有小，有可塑性及金属 光泽，导电性好
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晶格中能表达晶体结构一切特征的最小结构单 元称为晶胞。晶体就是由无数个相互紧密排列的晶 胞所组成。