内容正文:
第二单元 离子键 离子晶体
课程标准要求
学业质量水平
1.认识离子键的本质及成键特征。
2.借助离子晶体模型认识离子晶体的结构特点和性质。
3.能利用离子键的有关理论解释离子晶体的物理性质。
1.能采用模型、符号等多种方式对物质的结构进行综合表征。(水平3)
2.能说明物质间的组成和微粒间作用力的差异对物质性质的影响。(水平3)
[对应学生用书P49]
一、离子键的形成
1.形成过程
2.特征
阴、阳离子通常可看成是球形对称的,电荷分布也是球形对称,它们在空间各个方向上的静电作用相同,所以在各个方向上都可以与带相反电荷的离子发生静电作用,且在静电作用能达到的范围内,只要空间条件允许,一个离子可同时吸引多个带相反电荷的离子,故离子键无方向性和饱和性。
二、离子晶体
1.离子晶体:阴、阳离子通过离子键按一定方式有规则地排列形成的晶体。
2.晶格能:拆开1 mol离子晶体使之成为气态阴离子和气态阳离子所吸收的能量。晶格能越大,离子晶体的熔点越高、硬度越大。
3.典型离子晶体的结构
化学式
NaCl
CsCl
晶体结构模型
晶胞中阴、阳离子个数
Na+、Cl-都为4
Cs+、Cl-都为1
阴、阳离子个数比
1∶1
1∶1
距离最近的带相反电荷的离子个数
6
8
1.巧判断(对的画“√”,错的画“×”)
(1)离子晶体中含有阴、阳离子,在固态时导电。( × )
(2)离子晶体中不存在共价键。( × )
(3)氯化钠、氟化钙晶体的化学式通常写为NaCl、CaF2,说明晶体中存在构成为NaCl、CaF2的分子。( × )
(4)氯化钠的熔点大于氯化钾的熔点。( √ )
2.根据下列实验事实,能确定某晶体一定属于离子晶体的是( )
A.晶体熔点达2 500 ℃
B.晶体不导电,溶于水后的溶液导电
C.晶体不导电,熔融状态能导电
D.温度越高,溶解度越大
C [熔点为2 500 ℃的晶体可以是金属晶体、离子晶体等;晶体不导电,水溶液导电的晶体可以是离子晶体,也可以是以共价键结合形成的分子(如SiF4)所构成的晶体;多数固体的溶解度随温度升高而增大。]
3.已知金属钠与两种卤族元素形成的化合物Q、P的晶格能分别为923 kJ/mol、786 kJ/mol,下列有关说法不正确的是( )
A.Q的熔点比P的高
B.若P是NaCl,则Q一定是NaF
C.Q的离子间距比P的小
D.若P是NaCl,则Q可能是NaBr
D [Q的晶格能大于P的晶格能,故Q的熔点比P的高;因F-的半径比Cl-的半径小,其他卤素离子的半径比Cl-的半径大,故若P是NaCl,只有NaF的晶格能大于NaCl的晶格能,则Q一定是NaF,不可能是NaBr;因Q、P中的阳离子均为Na+,阴离子所带电荷数相同,故晶格能的差异是由离子间距决定的,晶格能越大,表明离子间距越小。]
[对应学生用书P50]
学习任务 离子晶体的结构与性质
在我们周围广泛存在着离子化合物,常温下,许多离子化合物,如氯化钠、碳酸钙等,以晶体形态存在。
1.离子晶体中除含有离子键外,是否含有共价键?
提示 离子晶体中除含有离子键外,还可能含有共价键、配位键。如Na2O2、NaOH、Ba(OH)2、Na2SO4中均含有离子键和共价键。
2.离子键具有方向性和饱和性吗?
提示 通常情况下,阴、阳离子可以看作是球形对称的,阴、阳离子的电荷分布也是球形对称的,它们在空间各个方向的静电作用相同,所以在各个方向上都可以与带相反荷的离子发生静电作用,并且在能达到的范围内,只要空间允许,一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子,可见离子键没有方向性和饱和性。
1.离子晶体的结构
(1)离子晶体中微粒之间的作用力是离子键,由于离子键没有方向性和饱和性,因此离子晶体一般采取密置堆积方式。
(2)离子晶体中存在的微粒是阳离子和阴离子,离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比,而不表示其分子构成。
(3)离子晶体中,离子半径越小,离子所带电荷越多,离子键越强。
2.离子晶体的判断
可以根据物质的分类、组成和性质等方面判断一种物质是不是离子晶体。
(1)利用物质的分类判断
金属离子和酸根离子、OH-形成的大多数盐、强碱,活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O和Na2O2),活泼金属的氢化物(如NaH),活泼金属的硫化物等都是离子晶体。
(2)利用元素的性质和种类判断
如成键元素的电负性差值大于1.7的物质,金属元素(特别是活泼金属元素,ⅠA、ⅡA族元素)与非金属元素(特别是活泼非金属元素,ⅥA、ⅦA族元素)组成的化合物。
(3)利用物质的性质判断
离子晶体一般具有较高的熔点、沸点,难挥发,硬而脆;固体不导电,但熔融状态或溶于水时能导电;大多数离子晶体易溶于极性溶剂,难溶于非极性溶剂。
1