内容正文:
第三章 晶体的结构与性质
第四节 离子晶体
+11
+17
+17
+11
Na+ Cl-
Na
Cl
Cl-
Na+
知识回顾
1.什么是离子键?什么是离子化合物?
定义:阴、阳离子间的强烈相互作用
2. 离子键的形成条件
元素的电负性差比较大
X > 1.7,电子得失,形成离子键
X < 1.7,共用电子,形成共价键
一、离子晶体
每个Cl— 周围最近且等距离的Cl—有 个
每个Na+周围最近且等距离的Na+有 个
12
12
每个晶胞中
Cl—有 个
Na +有 个
4
4
①NaCl型晶胞
无分子式
化学式表示离子最简整数比
①NaCl型晶胞
配位数(缩写为C.N.):一个离子周围最邻近的异电性离子的数目
阴离子配位数:
阳离子配位数:
6
6
每个晶胞中
Cl—有 个
Cs +有 个
1
1
②CsCl 晶体
与Cl—最近且等距的Cl—有 个
与Cs+最近且等距的Cs +有 个
6
6
阴离子配位数:8
阳离子配位数:8
阴离子配位数
阳离子配位数
4
8
③CaF2晶体
与F—最近且等距的F—有 个
与Ca2+最近且等距的Ca2+有 个
6
12
每个晶胞中
F—有 个
Ca2+有 个
8
4
科学探究1:为什么NaCl,CsCl同属AB型离子晶体,而阴、阳离子
的配位数却不相同呢?可能原因是?
离子晶体 阴离子配位数 阳离子配位数
NaCl 6 6
CsCl 8 8
CaF2 4 8
离子 Na+ Cs+ Cl-
离子半径/pm 95 169 181
NaCl CsCl
r+/r-= r+/r-=
C.N.=6 C.N.=8
表3-5 离子的半径
表3-6中正负离子半径比和配位数
(1)几何因素:由于 值不同,离子的配位不同;
且 值越大 ,离子的配位数越高。
0.525
0.934
你认为什么因素决定了离子晶体中离子的配位数?利用相关数据计算
有关离子晶体结构中配位数的思考
电荷均匀分布
异种电荷相邻
尽可能紧密排列
阴离子半径一般大于阳离子半径
r-
r+
3.影响离子晶体配位数的因素
(1)几何因素:晶体中正负离子的半径比
阳离子半径不断的变大,改变了配位方式
r+ /r-=0.225
r+/r-=0.414
r+/r-=0.732
r+/r-=0.155
r + / r- 配位数 实例
0.255~0.414 4 ZnS
0.414~0.732 6 NaCl
0.732~1.0 8 CsCl
>1.0 12 CsF
阴、阳离子半径与配位数的关系
离子晶体 阴离子配位数 阳离子配位数
NaCl 6 6
CsCl 8 8
CaF2 4 8
科学探究2:为什么在NaCl、CsCl晶体中,阴、阳离子的配位数相同,而在CaF2晶体中,阴阳离子的配位数不相同?
(2)电荷因素:
阴、阳离子电荷(绝对值)
阴、阳离子个数、配位数相同
反之,离子所带电荷越多,配位数越多
配位数之比等于电荷之比
同
不同
3.影响离子晶体配位数的因素
(1)几何因素:正负离子的半径比, ↑,配位数↑
(2)电荷因数:正负离子的电荷比,电荷↑,配位数↑
(3)键性因素:离子键的纯粹程度
极性增大
非极性共价键 极性共价键 离子键
二、晶格能
1.定义:气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量。
2.表示:符号为U, 单位是kJ/mol
Na+(g)+Cl-(g) == NaCl(s) ΔH= -786 kJ/mol
F— C1一 Br— I—
Li+
Na+
K+
Cs+
Rb+ 1036
923
821
785
740 853
786
715
689
659 807
747
682
660
631 757
704
649
630
604
表3-8 某些离子晶体的晶格能
思考探究: