3.2 离子晶体（教学课件）化学沪科版选择性必修2

该高中化学课件聚焦离子晶体，涵盖离子键特点、晶体结构（NaCl和CsCl晶胞）、性质（导电性、熔沸点、硬度）及离子液体。通过“形形色色的离子晶体”实例导入，连接化学键知识，搭建从微观离子键到宏观晶体性质的学习支架。 其亮点是“探·知识奥秘”引导科学探究，如分析离子键强弱影响因素培养科学思维；“析·典型范例”通过晶胞结构判断（如NaCl配位数6）建构模型认知。结合科学思维与科学探究，学生提升空间想象和问题解决能力，教师获得系统教学活动设计，助力高效课堂。

3.2 离子晶体 沪科版选择性必修2 第三章 晶体结构与性质 离子键和离子晶体 1 离子晶体的结构特点 2 知识导航 离子晶体的性质 3 离子液体 4 知识导航 明·学习目标 2.掌握离子晶体的结构特点和性质。 1.知道离子键的特点。 3.能以NaCl和CsCl为例解释典型离子化合物的某些性质，并能举例说明不同离子晶体的熔点差异。 4.了解离子液体的特点。 引·新课导入 形形色色的离子晶体 氯化钠 硫酸铜 重晶石 硫酸镍 硫酸钴 01 离子键和离子晶体 探·知识奥秘 一、离子键和离子晶体 （1）概念: 阴阳离子间通过静电作用所形成的强烈的相互作用叫做离子键。 （2）构成微粒：阳离子（金属阳离子、NH4+)、阴离子。 注意：AlCl3为分子 （3）粒子间作用力：离子键（静电作用） （4）全部作用力：离子键、可能含有共价键（含有原子团的离子化合物） 注意：含有离子键的化合物属于离子化合物，离子化合物可以含有共价键，但是共价化合物不能含有离子键。 离子键 1.离子键 探·知识奥秘 （1）特征： （2）实质： 离子键没有方向性和饱和性。 以离子键结合的化合物倾向于形成紧密堆积，使每个离子周围尽可能多地排列异性电荷的离子，从而达到稳定的目的。 它包括阴、阳离子之间的引力和两种离子的原子核之间以及它们的电子之间的斥力两个方面，当引力与斥力之间达到平衡时就形成了稳定的离子化合物，它不显电性。 是静电作用 一、离子键和离子晶体 2.离子键的特征与实质 探·知识奥秘 （1）概念：由阴离子和阳离子相互作用而形成的晶体，叫做离子晶体。 无单个分子存 NaCl不表示分子式。 一、离子键和离子晶体 3.离子晶体 探·知识奥秘 一、离子键和离子晶体 物质种类 实例 强碱 NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等 活泼金属氧化物和过氧化物 Na2O、Na2O2、CaO、MgO等 绝大多数的盐 NaCl、KNO3、MgSO4、(NH4)2CO3等 金属氢化物 NaH、CaH2等 （2）离子晶体的判断 注意： AlCl3、BeCl2、Pb(CH3COO)2、PbCl2等少数盐中无离子键。 离子键的判断 IA和IIA的活泼金属元素和活泼非金属元素一般形成离子键。 探·知识奥秘 （3）离子键强弱的影响因素 分析课本P80表3.2中所列物质的一些物理性质及其递变规律，讨论结构相似的离子晶体中离子键的强弱可能与哪些因素有关。 （1）离子晶体中，阴、阳离子间有强烈的相互作用（离子键），要克服离子间的相互作用使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。 （2） 一般说来，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，莫氏硬度越高。 一、离子键和离子晶体 离子晶体中只有离子键,不可能有共价键。(　　) 任何晶体中,若含有阳离子就一定有阴离子。(　　) 离子晶体中只含有离子键,共价晶体中只含有共价键。(　　) ④ 金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体。(　　) ⑤ 离子晶体一定都含有金属元素。(　　) 1、判断下列问题的对与错 析·典型范例 2．下列各物质熔点由高到低的顺序正确的是 ①MgO ②NaCl ③KBr ④HCl ⑤H2O A．①②③⑤④ B．①②③④⑤ C．④⑤①②③ D．③②①④⑤ 析·典型范例 A 02 离子晶体 的结构特点 Na+位于 和 探·知识奥秘 二、离子晶体的结构特点 离子晶体的配位数：该离子周围距离最近且相等的异种电荷的数目 思考：氯化钠晶体中钠离子和氯离子 分别处于晶胞的什么位置？ 每个晶胞含 Na+和 Cl- Na+和Cl-的个数比为: 4个 4个 1：1 顶点 Cl-位于 和 面心 体心 棱上 1.氯化钠型晶胞 探·知识奥秘 二、离子晶体的结构特点 Na+的配位数（C.N.）： 邻近离子在空间构成的多面体为： ； Cl－的配位数（C.N.）： 邻近离子在空间构成的多面为： ； 化学式为 ，与Na+等距且最近的Na+个数： 正八面体 6 6 正八面体 NaCl 12 探·知识奥秘 ①晶体堆积方式属于 ，Cs+位于 ，Cl-位于 。或者反之，交错排列。 ②CsCl晶胞中包含有 个Cs+ 个Cl-。 1 1 ③Cs+的配位数 个，Cl- 的配位数 个,它们所围成的空间几何构型是 。 ④Cs+周围最近的Cs+数 个，Cl-周围最近的Cl-数 个。 8 8 6 6 正方体 体心立方 体心 顶点 二、离子晶体的结构特点 2.氯化铯型晶胞 探·知识奥秘 CsCl晶体的晶胞中Cs+和CI-的数目分别是多少？怎样理解氯化钠和氯化绝的化学式？ 想一想 几何因素：NaCI和CsCI是两种不同类型的晶体结构，晶体中正负离子的半径比是决定离子晶体结构的重要因素，简称几何因素。 电荷因素：NaCI和CsCI晶体中，正负离子的配位数相同，是由于正负离子电荷（绝对值）相同。正负离子的电荷比也是决定离子晶体结构的重要因素，简称电荷因素。 键性因素：离子晶体的结构还与离子键的纯粹程度有关，简称键性因素。 二、离子晶体的结构特点 1．如图为NaCl和CsCl的晶胞结构，下列说法错误的是 A．NaCl和CsCl都属于AB型离子晶体 B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同 C．NaCl和CsCl晶体中所含阳离子数分别为4和1 D．NaCl和CsCl晶体中阳离子与阴离子的半径比相同 析·典型范例 D 2．超氧化钾被称为“化学氧自救剂”，可用于煤矿井下急救。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞。下列有关说法正确的是 A．K+位于On2-构成的八面体空隙中 B．超氧化钾的化学式为K2O2 C．晶体中K+的配位数是8 D．超氧化钾晶体中只存在离子键 析·典型范例 A 03 离子晶体 的性质 探·知识奥秘 三、离子晶体的特性 离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此，离子晶体不导电。 当升高温度（熔融状态）成为自由移动的离子，或溶于水（形成水合离子）时，在外界电场作用下，离子定向移动而导电。 1.导电性 探·知识奥秘 离子晶体中，阴、阳离子间有强烈的相互作用（离子键），要克服离子间的相互作用使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。因此，离子晶体具有较高的熔、沸点和难挥发的性质。一般说来，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高。 离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发 离子键强弱影响离子晶体的熔点，一般离子键越强，离子晶体熔点越高。离子键的强度与离子半径和离子所带的电荷有关。K+和Na+均只带一个正电荷，而Mg²+带两个正电荷；同时K+、Na+、Mg²+的半径又逐渐减小。因此，离子键逐渐增强，所以熔点逐渐升高。 三、离子晶体的特性 2.熔沸点 探·知识奥秘 发生滑动 施加外力 阳离子 阴离子 同种电荷相互排斥，使晶面裂开 离子晶体的硬度较大，难于压缩。阴阳离子间有较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎。 三、离子晶体的特性 3.硬度 1．MgO、Cs2O、CaO、BaO四种离子晶体熔点的高低顺序是 A．MgO>Cs2O>BaO>CaO B．MgO>CaO>BaO>Cs2O C．CaO>BaO>MgO>Cs2O D．CaO>BaO>Cs2O>MgO 2．离子晶体之所以有脆性是由于 A．离子排列不能错位 B．离子键结合力大 C．离子键有方向性 D．离子键有饱和性 析·典型范例 A B 04 离子液体 特性：导电率高，几乎不挥发、不可燃、热稳定性好，并对有机物和无机物均有良好的溶解性能，可使反应在均相条件下进行，并显示出反应速率快、转化率高、选择性高、催化体系可重复使用等优点。具有良好的化学稳定性，不仅可以作为溶剂，还可以被循环利用。离子液体还可以作为催化剂，提高反应的转化率和选择性。 探·知识奥秘 1.离子液体 概念：离子液体是指全部由离子构成、在室温或近于室温下呈现液态的物质，也被称为室温离子液体、室温熔融盐、有机离子液体等。 组成：由离子半径较大的正离子（或负离子）构成。 特点：室温呈液体，结构不对称，较难在空间紧密堆积，正、负离子之间的静电作用较小，因此其熔点很低。 四、离子液体 探·知识奥秘 离子液体 形成离子液体的阴、阳离子半径较大，离子间的作用力较弱。 早在1914年就有人发现，引入有机基团可降低离子化合物的熔点，如C2H5NH3NO3的熔点只有12℃，比C2H5NH3NO3低了158℃! 到20世纪90年代，随着室温或稍高于室温时呈液态的离子化合物的优异性质不断被开发利用，才意识到它们的巨大价值，并将它们定义为离子液体。 离子液体可用作溶剂。离子液体有良好的导电性，用作原电池的电解质。许多离子液体被用于有机合成的溶剂和催化剂，如合成药物。离子液体在生物化学等科研领域也有广泛应用。 四、离子液体 离子晶体 离子键和离子晶体 离子晶体的结构特点 离子键 氯化钠型晶胞 理·核心要点 离子晶体的性质 离子液体 导电性 离子键的实质与特征 离子晶体 氯化铯型晶胞 熔沸点 硬度 1．下列叙述不正确的是 A．离子晶体中一定含有阴、阳离子 B．离子晶体都是化合物 C．固态不导电、溶于水能导电，这一性质能说明某晶体一定是离子晶体 D．离子晶体一般具有较高的熔点 练·技能实战 C 练·技能实战 2．离子化合物的熔点与离子的半径、离子所带的电荷数有关，离子的半径越小，离子所带的电荷数越多，则离子化合物的熔点就越高。①、②、③均为离子化合物，现有下列数据，试判断这三种化合物的熔点高低顺序 A．①>②>③ B．③>①>② C．③>②>① D．②>①>③ B 物质 ① ② ③ 离子电荷数 1 1 2 键长(10-10 m) 2.31 3.18 2.10 3．FeS2具有良好半导体性能。FeS2晶体与NaCl晶体的结构相似，如图给出了FeS2晶胞中的Fe2+和位于晶胞体心的S22-(S22-中的S-S键位于晶胞体对角线上，晶胞中的其他S22-已省略)。下列有关该晶体的说法错误的是 A．一个晶胞中S22-的数目为2 B．Fe2+的配位数为6 C．该晶体中存在非极性键 D．晶胞中其他均位于棱心 练·技能实战 A 感谢 您的聆听 THANKS 沪科版选择性必修2 Lavf58.76.100 $