第四节 离子晶体 课件(共29张PPT)

Cl－
离子半径（pm)
95
169
181
NaCl型
r＋ r－
＝ 0.52
CsCl型
r＋ r－
＝ 0.93
(2)、电荷因素
CaF2的晶胞
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＋和F－ 的个数之比_1_:2__，电荷数之比 __2_:1__，Ca2＋配位数是__8___， F－的配位数是____4___。
C.Cs+的配位数为8，Cl-的配位 数为8
D.晶体中与Cs+等距紧邻的Cs+有 6个
(3)CaF2型晶胞
A.Ca2+和 F-的电荷数之比 为2:1 B.每个晶胞中含有4个Ca2+ 和8个F- ，晶体中Ca2+和F个数比为1:2
立方晶系，面心立方 晶胞；Ca2+立方最密 堆积，F-填充在全部 四面体空隙中。
规律总结 2.判断晶体类型的依据
1、结构：构成晶体的粒子和粒子间的作用力
2、特征性质： (1)熔沸点、硬度：
高：原子晶体；中：离子晶体；低：分子晶体
(2)导电性： 熔融状态导电：离子晶体、 金属晶体 固体、熔融均导电：金属晶体
规律总结 3.晶体熔沸点高低比较方法
1、类型不同：
（一般）原子晶体＞离子晶体＞分子晶体
例.下列热化学方程式中，能直接表示出氯化
钠晶格能的是___B___
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
NaCl CsCl
熔点℃ 801 645
沸点℃ 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、晶格能 （最能反映离子晶体稳定性的数据）
【思考与交流】
观察对比一下表格中的数据，分析离子晶体的晶格能 与那些因素有关，晶格能对离子晶体又有何影响？
规律总结 1.四种晶体的结构性质比较
晶体结构 离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体
结 构成微粒 阴阳离子 分子
原子
阳离子、电子
构 作用力 离子键 分子间作用 共价键（有）金属键
硬度 较大、脆 小
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_____
△H =△H1 +△H2+△H3 +△H4 +△H5
【课堂练习】
1.下表列出了有关晶体的知识，其中错误的是 B
晶体
组成晶体的微粒
晶体微粒间存在 的作用力
C 组成的是（ ）
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. 若已知NaCl的摩尔质量为 M g/mol
晶胞的边长为a cm，设阿伏加德常数为
NA，则NaCl晶体的密度为:
g/cm3。
晶胞法：
4M a3•NA
小立方体法： 1 M
氯化铯晶体结构及晶胞结构
（2）CsCl型晶胞
13.晶体中C，s与+和CCsl+等-分距别紧处邻于的晶C胞l-的有什几么个位？置？ 24..每晶个体晶中胞，含与铯C离s+子等、距氯紧离邻子的的Cs个+有数几？个？
Cl-
A.铯离子位于体心，氯离子位 Cs+ 于顶点，或者反之。
B.每个晶胞含1个铯离子、1个 氯离子
决定离子晶体熔沸点高低的因素有哪些？
离子晶体内无自由移动的离子，熔化或溶于水后阴阳离 子能自由移动
【课堂练习】
1.下列有关离子化合物的说法正确的是( B )
A.离子化合物中一定含有金属元素，含金属元 素的化合物一定是离子化合物
B.离子键只存在于离子化合物中，离子化合物 中一定含有离子键
C.离子化合物中不可能含有共价键 D.离子化合物受热熔化破坏化学键，吸收热量， 属于化学变化。
晶体中正、负离子的电荷比 正负离子电荷比=正负离子配位数比=正负离子数目反比 （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
离子
Na+
Cs+
A 硫化钾 阴阳离子 离子键
B 干冰 分子 共价键
C
D
金刚石 碘
原子 分子
共价键 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（ C ）
A.NaCl、SiO2、CO2 C.NaCl、MgO、SiO2
B.NaCl、CO2、SiO2 D.NaCl、SiO2、MｇO
3.下列物质中，化学式能准确表示该物质分子
B.一个晶胞中含有4 个Na+，4个Cl-
4.每个Na+周围与之最接近且距离相等的Cl-共有 多少个？这些Cl-构成的空间几何构型是什么？
5.与Na+相邻最近且距离相等的Na+有多少个？
3
6
1
2
5
4
C.Na+和Cl-的配位数均为6，与每个Na+最邻近的Cl所围成的空间几何构型是正八面体。
D.每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+有12个
1.定义：（一般取正值）
气态离子形成1mol离子晶体释放的能量
2.影响晶格能的因素
（1）离子半径： 离子半径越小，晶格能越大 （2）离子电荷： 电荷量越多，晶格能越大
3.晶格能的应用
（1）晶格能越大，离子晶体越稳定，熔沸点越高，硬度 越大
（2）晶格能可影响岩浆晶出次序，晶格能越大，矿物越 容易结晶析出。
很大 差异大
熔沸点 较高
低
很高 差异大
性 导电性 质 延展性
熔融、溶液 导电
差
固态、熔融态不导电， 不或半导
有些在水溶液中导电.
差
差
导电 好
溶解性 溶水、不溶有机 相似相溶 不溶
不溶
实例 NaCl
干冰 金刚石
Na
存在范围
离子化合物
多数共价化合物 某些非金属单质 多数非金属单质 某些共价化合物
金属、合金
2、类型相同：
⑴ 离子晶体（晶格能大小）
离子半径越小、电荷数越大
⑵ 分子晶体（分子间作用力大小）
①形成氢键的大②相对分子质量越大③分子极性越大
⑶ 原子晶体（共价键强弱）
半径越小、键长越短、键能越大、共价键越强
⑷ 金属晶体（金属键强弱）
离子半径越小、电荷数越大
看常温下的状态：
熔点：固体＞液体
液体＞气体
第三章 晶体结构与性质
第一节 离子晶体
干冰
金刚石
2Na + Cl2 == 2NaCl
Na
+11
+17
Cl
Na+
+11
+17
Cl-
Na+ Cl-
一、离子晶体
1.定义：
阴、阳离子通过离子键结合形成的晶体。
2.构成微粒：阴、阳离子 微粒间相互作用：离子键 无单个分子存在;NaCl不表示分子式。
3.常见的离子晶体：
空间构型 ZnS
NaCl CsCl
配位数
4
6
8
半径比 0.2~0.4 0.4~0.7 0.7~1.0
根据表3-5、表3-6和以上数据,你得出影响离子 晶体结构的因素是什么，这个因素是对离子晶体 的配位数有何影响？
5.决定离子晶体结构的因素
（1）几何因素
离子晶体中正、负离子的半径比
一般正负离子的半径比越大,配位数越多。 （2）电荷因素
C.Ca2+的配位数为8，F-的 配位数为4
(4)ZnS型晶胞
A.一个ZnS晶胞中含： 4个Zn2+和4个S2-
B. Zn2+的配位数为 4 S2-的配位数为 4
【思考与交流】
在氯化钠、氯化铯、硫化锌晶体中阳离子和阴离子的 个数比都是1:1，它们的晶胞结构是否相同，阴、阳离 子的配位数分别为多少？
2
a/2
(
1 2
a
)3
•NA
a
5.常wk.baidu.com结构类型
离子的配位数： 一个离子周围最邻近的异电性离子的数目
(1)氯化钠型晶胞:
Na+
Cl-
【思考与交流】
1.根据小球大小判断哪种代表Na+,Cl-?
2.氯化钠晶体中钠离子和氯离子分别处于晶胞 的什么位置？
3.晶胞中含有Na+和Cl-的数目分别是多少？
(1)氯化钠型晶胞:
A.钠离子和氯离子 交错排列，Na+位于 顶点和面心，Cl-位 于棱心和体心，或 者反之。
2.离子晶体不可能具有的性质是（ B ）
A.较高的熔、沸点 B.良好的导电性
C.溶于极性溶剂
D.坚硬而易粉碎
3.下列性质适合于离子晶体的是（ A） A.熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电 B.熔点10.31℃，液态不导电，水溶液导电 C.能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃ D.熔点97.81℃，质软，导电，密度 0.97g/cm3
强碱、大部分的盐类、活泼金属氧化物
4.物理性质：
(1) 熔沸点 较高 ,硬度 较大 。 离子晶体熔化时，破坏离子键。 离子电荷越多,离子半径越小,离子键越强，离子晶体
的熔沸点越高。 (2) 溶解性:
离子晶体一般易溶于水,难溶于非极性溶剂 (3) 导电性:
固态不导电,水溶液或者熔融状态下能导电
为什么离子晶体不导电但熔化或溶于水后能导电？