3.3.1离子晶体-课件2023-2024学年高二上学期人教版（2019）选择性必修2

第三节　金属晶体与离子晶体 第2课时 离子晶体 第三章　晶体结构与性质 1 胆矾 萤石 重晶石 烧碱 CuSO4·5H2O CaF2 BaSO4 NaOH 【问题引入】 下列晶体构成微粒有什么共同点？ 由阴离子和阳离子相互作用而形成的晶体 1. 概念： 2. 组成微粒：阴离子和阳离子 离子键（静电作用：包括静电引力和静电斥力） 四、离子晶体 强碱、活泼金属的氧化物和过氧化物、大多数盐 4. 常见的离子晶体： 离子键特征：无方向性和饱和性 3. 微粒间的作用力： 随堂演练 盐焗鸡，由客家人迁徙途中用盐包裹的“盐煨咸鸡”演变而来，其中鸡熟了盐却没化掉。但是做菜时加一抔水盐却溶解了。 随堂演练 ②揉捏食盐晶体，你的感受？ ①盐焗时，发现食盐都未熔融，说明了什么？ 硬度较大，难以压缩 熔点高 ③离子晶体这些物理性质与离子间的相互作用是否有一定的关系？离子晶体熔化和沸腾，需要破坏什么作用力？ 融化时破坏离子键 随堂演练 交流研讨 请根据表格分析，离子晶体的熔点与哪些因素有关？ 根据数据，你能总结出什么规律？ 晶体 离子间距/pm 电荷数 熔点/℃ NaCl 276 1 801 CsCl 290 1 645 MgO 205 2 2800 CaO 239 2 2576 离子键强弱 熔、沸点 影响 离子半径（间距）、所带电荷 影响 a.离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，熔点就越高，硬度也越大。 随堂演练 离子晶体的熔点都很高吗？你的依据是什么吗？ 6 交流研讨 离子晶体的熔点都很高吗？ 晶体 熔点/℃ 晶体 熔点/℃ NaCl 801 NH4NO3 169.6 CsCl 645 Ca(H2PO4)2 109 MgO 2800 CH3COOCs 194 CaO 2576 C2H5NH3NO3 12 b. 离子晶体的熔沸点相差很大，有的比共价（分子）晶体高，有的也比共价（分子）晶体低 有些离子组成的物质在常温下甚至以液态形式存在。 随堂演练 离子晶体的熔点都很高吗？你的依据是什么吗？ 7 5. 离子晶体的物理性质： ①一般，熔沸点较高、硬度较大 ②离子晶体一般不导电、但在熔融状态和水溶液中能导电 ③绝大多数离子晶体能溶于水、难溶于有机溶剂 a. 离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，熔点就越高，硬度也越大。 b. 离子晶体的熔沸点相差很大，有的比共价（分子）晶体高，有的也比共价（分子）晶体低 随堂演练 8 晶格能 1. 定义：气态离子形成1 mol离子晶体时释放的能量。 2. 晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。 仔细阅读表3—8，分析晶格能的大小与离子晶体的熔点有什么关系？离子晶体的晶格能与哪些因素有关？ 3. 影响晶格能的大小的因素 ： （1）阴、阳离子所带电荷的越多晶格能越大。 （2）阴、阳离子的半径越小，晶格能越大。 岩浆中的矿物越易结晶析出。 【归纳对比】 晶体 分子晶体 离子晶体 共价晶体 构成微粒 分子 阴、阳离子 原子 微粒间 作用力 范德华力 (少数有氢键) 离子键 共价键 性质 熔、沸点 较低 较高 很高 硬度 较小 较大 很大 溶解性 相似相溶 多数溶于水 不溶 导电性 固态、液态均不导电，部分溶于水时导电 固态时不导电，熔融时导电，能溶于水的溶于水时导电 多数在固态、熔融时都不导电，少数为半导体 知识精讲 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 10 观察氯化钠和CsCl的晶胞模型，并思考：晶胞中各离子的位置分布？它们的配位数是否相等？ 6. 常见的晶胞类型 随堂演练 每个Cl-同时吸引着6个Na+，分别在前后左右上下的位置 11 观察氯化钠的晶胞模型，并思考：晶胞中各离子的位置分布？每个Na+周围有几个距离相等且最近的Cl-? ①钠离子和氯离子的位置： 钠离子：体心和棱中点； 氯离子：面心和顶点，或者反之。 ② NaCl晶体中阴、阳离子配位数： 与Na+等距离且最近的Cl- 有： 与Cl- 等距离且最近的Na+有： 随堂演练 每个Cl-同时吸引着6个Na+，分别在前后左右上下的位置 12 ---Cl- --- Na+ NaCl的晶体结构模型 观察氯化钠的晶胞模型，并思考：晶胞中各离子的位置分布？每个Na+周围有几个距离相等且最近的Cl-? ①钠离子和氯离子的位置： 钠离子：体心和棱中点； 氯离子：面心和顶点，或者反之。 ② NaCl晶体中阴、阳离子配位数： 与Na+等距离且最近的Cl- 有： 与Cl- 等距离且最近的Na+有： 6个 6个 与Na+等距离且最近的Na+ 有： 12个 随堂演练 每个Cl-同时吸引着6个Na+，分别在前后左右上下的位置 14 -- Cl- --- Cs+ CsCl晶体的微观结构 8 铯离子：体心 氯离子：顶点；或者反之。 与Cs+等距离且最近的Cl- 有： 与Cl-等距离且最近的Cs+有： ② CsCl晶体中阴、阳离子配位数： ① Cs+和Cl-的位置： 与Cs+等距离且最近的Cs+有： 8个 8个 6个 科学探究： 你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数？根据表3—5、表3—6分析影响离子晶体中离子配位数的因素。 配位数C.N. 4 6 8 r＋/r－半径比 0.2~0.4 0.4~0.7 0.7~1.0 空间构型 ZnS NaCl CsCl （1）几何因素：AB型离子晶体中，正、负离子的半径比越大，离子的配位数越大。 r＋/r－=0.414 r＋/r－=0.934 7.决定离子晶体结构的因素： 阳离子的配位数： 阴离子的配位数： 4 4 （3）ZnS型晶胞 ZnS晶胞中阴阳离子配位数： （4）CaF2型晶胞 CaF2的晶体中，电荷数之比_________， 晶胞中，有___个Ca2＋ ，有___个F－。 Ca2＋配位数是_____，F－的配位数是______。 2:1 8 4 r＋/r－=0.975 （2）电荷因素：正负离子的电荷比=正负离子配位数之比=正负离子个数的反比（电荷比决定了离子晶体的组成，也决定正负离子配位数是否相等） 7.决定离子晶体结构的因素： 4 8 各类型离子晶体晶胞的比较 晶体类型 晶胞类型 晶胞结构示意图 配位数 距离最近且相等的相反离子 每个晶胞含有离子数 实例 NaCl型 AB CsCl型 ZnS型 AB2 CaF2型 Na+： 6 Cl-： 6 Cs+： Cl-： 8 8 Zn2+： S2-： 4 4 Ca2+： F-： 4 8 Na+： Cl-： Cs+： Cl-： Zn2+： S2-： Ca2+： F-： Na+： Cl-： Cs+： Cl-： Zn2+： S2-： Ca2+： F-： 6 6 8 8 4 4 4 8 4 4 1 1 4 4 8 4 KBr AgCl、MgO、CaS、BaSe ZnS、AgI、 BeO CsCl、CsBr、CsI、TlCl 碱土金属卤化物、碱金属氧化物。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 (3)键性因素: 离子键的纯粹因素 7.决定离子晶体结构的因素： 晶体类型 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 微粒种类 微粒间 相互作用 典型晶体 根据晶体构成微粒和微粒间相互作用不同分为四种类型 金属阳离子和自由电子 金属键 原子 离子键 共价键 分子 分子间 作用力 阴、阳离子 整理归纳 NaCl (3)键性因素: 离子键的纯粹因素 7.决定离子晶体结构的因素： 共价晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 晶体类型之间存在绝对的界限吗？ Na、Mg、Al、Si四种元素氧化物的化学键中离子键成分逐渐减少 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键百分数% 62 50 41 33 过渡晶体 介于某两种晶体类型之间的晶体 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子晶体 共价晶体 事实上，大多数离子晶体中的化学键具有一定的共价键成分。 过渡晶体 离子键的百分数和什么因素有关？ 过渡型晶体 化合物 键型 离子键的百分数 电负性差值 CsCl 离子键 75% 3.16 ― 0.79 ＝ 2.37 HCl 极性共价键 20% 3.16 ― 2.22 ＝ 0.94 Cl2 非极性共价键 0 3.16 ― 3.16 ＝ 0 电负性差值越大，离子键成分的百分数越高 随堂演练 离子晶体的熔点都很高吗？你的依据是什么吗？ 23 结论一：四种典型晶体类型都存在过渡晶体 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子晶体 共价晶体 P2O5 SO3 Cl2O7 分子晶体 结论二：晶体性质偏向某一晶体类型的过渡晶体通常当作该晶体类型处理 小本：P118-14(4) 随堂演练 离子晶体的熔点都很高吗？你的依据是什么吗？ 24 $$