(讲义)第3章 第3节 基础课时14 离子晶体 过渡晶体与混合型晶体-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2(人教版2019)

基础课时14　离子晶体　过渡晶体与混合型晶体 1．借助离子晶体模型认识离子晶体的结构和性质。 2．能利用离子键的有关理论解释离子晶体的物理性质。 3．知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。 一、离子晶体 1．结构特点 (1)构成粒子：阳离子和阴离子。 (2)作用力：离子键。 (3)配位数：一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。 微点拨：大量离子晶体的阴离子或阳离子不是单原子离子，有的还存在电中性分子。离子晶体中不仅有离子键还存在共价键、氢键等。 2．常见的离子晶体 晶体类型 NaCl CsCl 晶胞 阳离子的配位数 6 8 阴离子的配位数 6 8 晶胞中所含离子个数　　　 Cl－(4个) Na＋(4个) Cs＋(1个) Cl－(1个) 3．物理性质 (1)硬度较大，难于压缩。 (2)熔点和沸点较高。 (3)固体不导电，但在熔融状态或水溶液时能导电。 　离子晶体是否全由金属元素与非金属元素组成？ 提示：不一定，如NH4Cl固体是离子晶体但它不含金属元素。 　离子晶体一般不具有的特征是(　　) A．熔点较高，硬度较大 B．易溶于水而难溶于有机溶剂 C．固体时不能导电 D．离子间距离较大，其密度较大 D　[离子晶体的结构决定着离子晶体具有一系列特性，这些特性包括A、B、C项所述。] 二、过渡晶体与混合型晶体 1．过渡晶体 (1)四类典型的晶体是指分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体。 (2)过渡晶体：介于典型晶体之间的晶体。 ①几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 50 41 33 从上表可知，表中的4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。 ②偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，因而通常当作离子晶体来处理，如Na2O等。同样，偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 微点拨：四类典型晶体都有过渡晶体存在。 2．混合型晶体(以石墨晶体为例) (1)晶体模型 石墨结构中未参与杂化的p轨道 (2)结构特点——层状结构 ①同层内碳原子采取sp2杂化，以共价键(σ键)结合，形成平面六元并环结构。 ②层与层之间靠范德华力维系。 ③石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。 (3)晶体类型：石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合晶体。 (4)性质：熔点很高、质软、易导电等。 　石墨为什么具有良好的导电性？ 提示：由于碳原子的p轨道相互平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动，所以石墨具有导电性。 离子晶体的结构与性质 超氧化钾又称为“化学氧自救器”，主要用于煤矿井下救急。它能够和人呼出的二氧化碳接触产生氧气，此反应的化学方程式为4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O2。 高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价可看作部分为0价，部分为－2价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中基本的重复单元)。 [问题1]　判断超氧化钾的晶体类型是什么？ 提示：离子晶体。 [问题2]　在该晶体的晶胞中含有K＋和O的个数是多少？晶胞中与每个K＋距离最近的O有几个？ 提示：作为面心立方晶胞，每个晶胞中含有4(即8×＋×6)个K＋，4(即1＋×12)个O，晶胞中与每个K＋距离最近的O有6个。 [问题3]　超氧化钾晶体中含有的化学键类型有哪些？ 提示：超氧化钾晶体(KO2)是离子化合物，阴、阳离子分别为O、K＋，晶体中K＋与O以离子键相结合，O中O—O为共价键。 1．离子键没有方向性和饱和性的原因 (1)由于离子键的实质是静电作用，而且离子的电荷分布通常被看成是球形对称的，因此一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关。故相对共价键而言，离子键没有方向性(相对的)。 (2)在离子化合物中，每个离子周围最邻近的带异性电荷离子数目的多少，取决于阴、阳离子的相对大小。只要空间条件允许，阳离子将吸引尽可能多的阴离子排列在其周围，阴离子也将吸引尽可能多的阳离子排列在其周围，以达到降低体系能量的目的，所以在这个意义上，离子键是没有饱和性的。 2．离子晶体的易错知识小结 (1)离子晶体中无分子。如NaCl、CsCl只表示晶体中阴、阳离子个数比，为化学式，不是分子式。 (2)离子晶体中一定有离子键，可能有共价键和氢键等，如KNO3等晶体中既有离子键又有共价键；CuSO4·5H2O中除离子键外，还含有共价键和氢键。 (3)离子晶体中，每一个阴(阳)离子周围排列的