3.3.2离子晶体 讲义-2021-2022学年高中化学人教版（2019）选择性必修2

第三章 晶体的结构与性质 第三节 离子晶体 一、离子晶体 1、定义：离子晶体是由阴离子和阳离子通过离子键结合而成的晶体 2、离子晶体的构成微粒是阴离子和阳离子 3、离子晶体微粒间的作用力是离子键 二、常见离子晶体的结构类型 离子晶体 NaCl CsCl CaF2 阴离子的配位数 6 8 4 阳离子的配位数 6 8 8 晶胞 三、决定离子晶体结构的因素 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 四、离子晶体的性质 1、硬度较大，难于压缩 2、熔、沸点较高，难挥发 3、不导电，但是在熔融态或水溶液中可导电 4、大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)，难溶于非极性溶剂(如苯和CCl4)。 五、判断晶体类型的方法 1、根据构成晶体的微粒和粒子间的作用力类别进行判断 (1)由分子通过分子间作用力形成的晶体属于分子晶体 (2)由原子通过共价键形成的晶体属于共价晶体 (3)由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体 (4)由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体 2、依据物质的分类判断 (1)活泼金属的氧化物(如Na2O、Al2O3等)、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的盐类是离子晶体 (2)大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、 酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体 (3)常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硼、晶体硅、晶体锗等；常见的共价晶体化合物有碳化硅、SiO2、 氮化硅、氮化硼等 (4)金属单质与合金属于金属晶体 3、依据晶体的熔点判断 共价晶体的熔点高，常在一千至几千摄氏度；离子晶体的熔点较高，常在数百至一千余摄氏度；分子晶 体的熔点较低，常在数百摄氏度以下至很低温度；金属晶体多数熔点高，但也有熔点相当低的。所以熔 点由高到低顺序一般为共价晶体＞离子晶体＞分子晶体 4、依据导电性判断 (1)离子晶体在水溶液中及熔融状态下导电 (2)共价晶体一般为非导体，但晶体硅、锗等能导电 (3)分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断 裂形成自由离子，也能导电 (4)电金属晶体是电的良导体 5、依据硬度和机械性能判断 (1)离子晶体硬而脆 (2)共价晶体硬度大 (3)分子晶体硬度小且较脆 (4)金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性 六、晶格能 1、晶格能的概念 晶格能是指气态离子形成1mol离子晶体释放的能量，即1mol离子化合物中，由相互远离的气态阴、阳 离子结合成离子晶体时所放出的能量晶格能通常取正值，单位为kJ·mol－1 2、晶格能的意义 晶格能是最能反映离子晶体稳定性的数据。晶格能越大，表示离子键越强，形成的离子晶体越稳定，晶 体的熔点越高，硬度越大 3、晶格能的影响因素 晶格能与阴、阳离子所带电荷数成正比，与阴、阳离子间的距离(核间距)成反比 例如：MgO与NaCl比较，Mg2＋与O2－所带电荷均比Na＋、Cl－多，且r(Mg2＋)＜r(Na＋)、r(O2－)＜r(Cl－)， 即Mg2＋与O2－之间的核间距比Na＋和Cl－之间的核间距小，所以MgO的晶格能比NaCl的大，即MgO 中的离子键强，其熔点比NaCl的高，其硬度比NaCl的大。同理，NaF、NaCl、NaBr、NaI四种晶体的 熔点依次降低 七、补充知识—混合晶体石墨 1、石墨晶体 (1)石墨晶体是层状结构，层与层之间是以范德华力相结合，同层内碳原子之间以共价键结合成平面网 状。每一层碳原子排列成正六边形，则每个碳原子采用sp2杂化，未成对电子形成Π键 (2)石墨晶体中每个正六边形含有的原C子数为2，含有的C－C键数为3，C原子数和C－C键数之比 为2：3 2、石墨与金刚石对比 石墨与金刚石都是由碳元素形成的单质，二者互称为同素异形体。由于晶体结构的不同，石墨和金刚石 的性质有一定差异 石墨 金刚石 碳原子杂化方式 sp2 sp3 碳原子间的作用力 范德华力和共价键 共价键 一个碳原子被几个环共用 3 12 C原子数和C－C键数之比 2：3 1：2 导电性 导电 不导电 熔点 石墨＞金刚石 沸点 石墨＝金刚石 1 $22 SCHF 种子化学家族 种子化学出品 第三章 晶体的结构与性质 第三节 离子晶体 一、离子晶体 1、定义：离子晶体是由阴离子和阳离子通过离子键结合而成的晶体 2、离子晶体的构成微粒是阴离子和阳离子 3、离子晶体微粒间的作用力是离子键 二、常见离子晶体的结构类型 离子晶体 NaCl CsCl CaF2 阴离子的配位数 6 8 4 阳离子的配位数 6 8