高中化学第三章第四节离子晶体教案新人教版选修3

高中化学第三章第四节离子晶体教案新人教版选修3

第四节离子晶体

[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：能辨识常见的晶体，能从微观角度理解晶格能对离子晶体性质的影响，能从宏观角度解释离子晶体性质的差异。2.证据推理与模型认知：通过对常见离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预测其性质。

一、离子晶体

1．概念

由阴离子和阳离子通过离子键结合而成的晶体。

2．离子晶体中离子的配位数

(1)配位数：一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。

(2)影响配位数的因素

几何因素晶体中正负离子的半径比

电荷因素晶体中正负离子的电荷比

键性因素离子键的纯粹程度

3.典型离子晶体的结构模型

化学式NaCl CsCl CaF2

晶胞

晶胞中离子数目

Na＋：4

Cl－：4

Cs＋：1

Cl－：1

Ca2＋：4

F－：8 阳离子的配位数 6 8 8

阴离子的配位数 6 8 4

4.离子晶体的性质

(1)熔、沸点较高，硬度较大。

(2)离子晶体不导电，但熔化或溶于水后能导电。

(3)大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。

(1)离子晶体中无分子，物质的化学式只表示物质的阴、阳离子个数比，不是分子式。

(2)离子晶体中一定含有离子键，也可能含有共价键。

(3)离子晶体中离子键没有方向性和饱和性，但每个阴(阳)离子周围排列的带相反电荷的离子数目都是固定的。

(4)常见的离子晶体包括强碱、活泼金属的氧化物、大部分盐。

例1自然界中的CaF 2又称萤石，是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。下列一定能说明CaF2是离子晶体的实验是( )

A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱

B．CaF2的熔、沸点较高，硬度较大

C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电

D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小

【考点】离子晶体的组成与性质

【题点】离子晶体的性质及应用

答案 C

解析离子晶体中含有离子键，离子键在熔融状态下被破坏，电离出自由移动的阴、阳离子，所以离子晶体在熔融状态下能够导电，这是判断某晶体是否为离子晶体的依据。

例2(2018·长沙高二期中)如图为NaCl和CsCl的晶体结构，下列说法错误的是( )

A．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体

B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同

C．NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数分别为6和8

D．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，所以阳离子与阴离子的半径比相同

【考点】离子晶体的结构特点

【题点】离子晶体的结构分析

答案 D

解析NaCl和CsCl都是由阴、阳离子通过离子键构成的晶体，阴、阳离子个数之比都为1∶1，则都属于AB型的离子晶体，故A、B正确；结合题图可知，NaCl为面心立方结构，钠离子的配位数为6，CsCl为体心立方结构，铯离子的配位数为8，故C正确；NaCl和CsCl都属于

AB 型的离子晶体，但钠离子半径小于铯离子半径，则NaCl 的阳离子与阴离子的半径比r ＋

r －

小于CsCl 的，故D 错误。 二、晶格能 1．概念

气态离子形成1mol 离子晶体释放的能量。晶格能通常取正值，单位为kJ·mol －1

。 2．影响因素

3．晶格能与晶体的熔点、硬度的关系

晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，晶体的熔点越高，硬度越大。 例3 下列关于晶格能的叙述中正确的是( ) A ．晶格能仅与形成晶体的离子所带电荷数有关 B ．晶格能仅与形成晶体的离子半径有关 C ．晶格能是指相邻的离子间的静电作用 D ．晶格能越大的离子晶体，其熔点越高 【考点】 晶格能的理解和应用 【题点】 晶格能的概念及影响因素 答案 D

解析 晶格能与离子所带电荷数的乘积成正比，与阴、阳离子半径的大小成反比，A 、B 项错误；晶格能越大，晶体的熔、沸点越高，硬度也越大，D 项正确。

例4 (2018·南京高二期中)MgO 、Rb 2O 、CaO 、BaO 四种离子晶体熔点的高低顺序是( ) A ．MgO ＞Rb 2O ＞BaO ＞CaO B ．MgO ＞CaO ＞BaO ＞Rb 2O C ．CaO ＞BaO ＞MgO ＞Rb 2O D ．CaO ＞BaO ＞Rb 2O ＞MgO 【考点】 晶格能的理解与应用

【题点】 晶格能对离子晶体物理性质的影响 答案 B

解析 四种离子晶体所含阴离子相同，所含阳离子不同。对Mg 2＋

、Rb ＋

、Ca 2＋

、Ba 2＋

进行比较，Rb ＋

所带电荷数少，离子半径最大，其与O 2－

形成的离子键最弱，故Rb 2O 的熔点最低。对Mg

2

＋

、Ca 2＋

、Ba 2＋

进行比较，它们所带电荷数一样多，离子半径Mg 2＋

＜Ca 2＋

＜Ba 2＋

，与O 2－

形成的

离子键由强到弱的顺序是MgO ＞CaO ＞BaO ，相应离子晶体的熔点由高到低的顺序为MgO ＞CaO ＞BaO 。综上所述，四种离子晶体熔点的高低顺序是MgO ＞CaO ＞BaO ＞Rb 2O 。

1．正误判断

(1)离子晶体一定是离子化合物( )

(2)离子晶体中一定含有金属元素( )

(3)离子晶体的熔点一定低于原子晶体的熔点( )

(4)金属晶体与离子晶体的导电原理相同( )

(5)含有阴离子的晶体一定是离子晶体( )

(6)晶格能是指破坏1mol离子键所吸收的能量( )

答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×

2．下列说法中正确的是( )

A．固态时能导电的物质一定是金属晶体

B．熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体

C．水溶液能导电的晶体一定是离子晶体

D．固态不导电而熔融态导电的晶体一定是离子晶体

【考点】离子晶体的组成与性质

【题点】离子晶体的性质及应用

答案 D

解析四种晶体在不同状态下的导电性区别如下：

分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体固态不导电不导电(晶体硅导电) 导电不导电熔融状态不导电不导电导电可导电

水溶液有的可导电－－可导电

3.(2018·西安月考)下列说法中正确的是( )

A．形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力

B．第ⅠA族元素与第ⅦA族元素形成的化合物一定是离子化合物