专题3 第二单元 离子键 离子晶体-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书word（苏教版）

本讲义聚焦离子键与离子晶体核心知识点，系统梳理离子键的形成（含静电作用平衡、特征）、离子化合物判断，离子晶体的构成微粒、晶格能（影响因素及与性质关系），以及NaCl型、CsCl型晶体的配位数、晶胞计算和原子分数坐标，形成从化学键到晶体结构的递进式学习支架。 资料通过交流研讨（如离子键正误判断、电子式书写）培养科学思维，结合晶胞结构分析与计算（如NaCl晶胞离子个数、密度计算）建构模型，体现化学观念中“结构决定性质”。课中辅助教师教学，课后助力学生巩固，有效查漏补缺。

第二单元　离子键　离子晶体 [学习目标]　1.能结合实例描述离子键的成键特征及其本质，能根据晶格能大小解释和预测同类型离子化合物的某些性质。2.能描述常见类型的离子化合物的晶体结构。3.能运用模型和有关理论解释不同类型离子化合物的晶胞构成。 任务一　离子键的形成 1.离子键的形成过程 (1)阴、阳离子之间的静电引力使阴、阳离子相互吸引，阴、阳离子的核外电子之间、原子核之间的静电斥力使阴、阳离子相互排斥。 (2)当阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力达到平衡时，阴、阳离子保持一定的平衡核间距，形成稳定的离子键，整个体系达到能量最低状态。 2.离子键的概念 (1)概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键叫离子键，由离子键形成的化合物叫离子化合物。 (2)成键微粒：阳离子和阴离子。 3.离子键的特征 阴、阳离子在各个方向上都可以与相反电荷的离子发生静电作用，即没有方向性；在静电作用能够达到的范围内，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，即没有饱和性。 [交流研讨1]　正误判断 (1)离子键是指阴、阳离子之间强烈的静电引力(×) (2)活泼金属元素与活泼非金属元素之间一定形成离子键(×) (3)全部由非金属元素构成的化合物一定不含有离子键(×) (4)因为离子键无饱和性，故一种离子周围可以吸引任意多个带异性电荷的离子(×) [交流研讨2]　(1)下列化合物中，属于离子化合物的有　　　　，其中，既含有离子键又含有共价键的有　　　　(填序号)。 ①HCl　②NaCl　③Na2O　④NaOH 提示：②③④　④ (2)写出下列离子化合物的电子式。 ①MgCl2　　　　　　②NaOH　　　　　　　 ③Na2O2　　　　　　④NaH　　　　　　　 提示：①]－Mg2＋]－　 ②Na＋H]－　③Na＋]2－Na＋ ④Na＋H]－ 1.常见的离子化合物 (1)活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化合物，如NaCl、CaF2、K2O、MgO等。 (2)活泼金属元素与酸根形成的盐类化合物，如Na2SO4、Fe2(SO4)3等。 (3)铵根与酸根形成的盐类化合物，如NH4Cl、(NH4)2SO4等。 2.离子化合物中存在的化学键 (1)离子键只存在于离子化合物中，即离子化合物中一定存在离子键。 (2)离子化合物中可能只有离子键(由单核阴离子和阳离子构成，如NaCl、K2O等)，可能既含有离子键又含有共价键(阴离子或阳离子是多核离子，如NH4Cl、Na2SO4等)。 【特别提醒】　(1)金属元素与非金属元素形成的化学键有可能是共价键，如AlCl3。 (2)完全由非金属元素形成的化合物中有可能含离子键，如NH4Cl、NH4H。 (3)离子键不具有饱和性是相对的，每种离子化合物的组成和结构是一定的，而不是任意的。 1.下列关于离子键特征的叙述正确的是(　　) ①离子键的实质是静电吸引　②因为离子键无方向性，故阴、阳离子的排列是没有规律的，是随意的 学生用书⬇第38页 ③因为氯化钠的化学式是NaCl，故每个Na＋周围吸引一个Cl－　④一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，故离子键无方向性 ⑤每个离子周围尽可能多地排列带异性电荷的离子，能够使体系的能量降低 A.①②③④⑤ B.②③④⑤ C.③④⑤ D.④⑤ 答案：D 解析：离子键的实质是静电作用，包括静电吸引和静电排斥。离子键的特征是没有饱和性和方向性，因为离子键无方向性，故带异性电荷的离子间的相互作用与其所处的相对位置无关，但为了使物质的能量最低，体系最稳定，阴、阳离子的排列也是有规律的，不是随意的。 2.以下叙述中，错误的是(　　) A.钠原子和氯原子作用生成NaCl后，其结构的稳定性增强 B.在氯化钠中，除Cl－和Na＋的静电吸引作用外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用 C.Na＋和Cl－形成的离子键具有方向性 D.钠与氯气反应生成氯化钠后，体系能量降低 答案：C 解析：活泼金属原子和活泼的非金属原子之间形成离子键，阳离子和阴离子均达到稳定结构，这样体系的能量降低，其结构的稳定性增强； Cl－和Na＋之间既有引力也有斥力；Na＋和Cl－形成的离子键不具有方向性。 任务二　离子晶体 1.概念：由阴、阳离子按一定方式有规则地排列形成的晶体。 2.结构特点 (1)构成微粒：阴离子和阳离子，离子晶体中不存在单个分子，其化学式表示的是晶体中阴、阳离子的个数比。 (2)微粒间的作用力：离子键。 (3)离子晶体中不同离子周围异电性离子数目的多少主要取决于阴、阳离子的相对大小。 3.晶格能 (1)概念：拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子所吸收的能量。 符号：U；单位：kJ·mol－1。 如NaCl的晶格能为786 kJ·mol－1，可表示为：NaCl(s)Na＋(g)＋Cl－(g) U＝786 kJ·mol－1 (2)影响因素：离子晶体中离子半径越小，离子所带电荷越多，晶格能越大。 (3)晶格能与离子晶体物理性质的关系： 一般而言，晶格能越大，离子键越牢固，离子晶体的熔点越高、硬度越大。 [交流研讨]　NaCl的熔点为801 ℃，CsCl的熔点为645 ℃，试解释其原因。 提示：Na＋、Cs＋所带电荷数一样，但Na＋的半径小于Cs＋的半径，NaCl中的离子键强于CsCl中的离子键，NaCl的晶格能大于CsCl的晶格能，所以NaCl的熔点高于CsCl的熔点。 4.离子晶体的物理性质 (1)熔、沸点：离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发。 (2)硬度：离子晶体硬度较大。 (3)导电性：离子晶体不导电，熔融态或溶于水后能导电。 (4)溶解性：大多数离子晶体能溶于水，难溶于非极性溶剂(如苯、汽油、CCl4等)。 1.下列性质适合于离子晶体的是(　　) A.熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电 B.熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电 C.能溶于CS2，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃ D.熔点97.81 ℃，质软，导电，密度0.97 g·cm－3 答案：A 解析：离子晶体处于液态(即熔融态)时导电，B项不符合；离子晶体质硬易碎，且固态不导电，D项不符合。 2.MgO、Cs2O、CaO、BaO四种离子晶体的熔点高低顺序正确的是(　　) A.MgO＞Cs2O＞BaO＞CaO B.MgO＞CaO＞BaO＞Cs2O C.CaO＞BaO＞MgO＞Cs2O D.CaO＞BaO＞Cs2O＞MgO 答案：B 解析：四种离子晶体所含阴离子相同，所含阳离子不同。对Mg2＋、Cs＋、Ca2＋、Ba2＋进行比较，Cs＋所带电荷数少，离子半径最大，其与O2－形成的离子键最弱，故Cs2O的熔点最低；对Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋进行比较，它们所带电荷数一样多，半径：Mg2＋＜Ca2＋＜Ba2＋，与O2－形成的离子键由强到弱的顺序是MgO＞CaO＞BaO，相应离子晶体的熔点由高到低的顺序为MgO＞CaO＞BaO。 学生用书⬇第39页 任务三　常见离子晶体的结构 离子晶体的配位数：离子晶体中一个离子周围最邻近的带相反电荷的离子的数目。 1.氯化钠型离子晶体 [交流研讨1]　根据氯化钠晶体结构回答下列问题。 (1)在NaCl晶体中，每个Na＋周围与它等距的Cl－有　　个，每个Cl－周围与它等距的Na＋有　　个，即Na＋和Cl－配位数都是　　。这些Na＋(或Cl－)围成一个　　　　　。 提示：6　6　6　正八面体(如下图所示) (2)每个Na＋周围与它最近且等距的Na＋有　　个，每个Cl－周围与它最近且等距的Cl－有　　个。 提示：12　12 (3)在NaCl晶体的一个晶胞中，含Na＋　　　个，含Cl－　　　　个。NaCl晶体的化学式为　　　　　，晶胞的组成为Na4Cl4。 提示：6×＋8×＝4　12×＋1＝4　NaCl (4)若晶胞立方体的边长为a cm，则最近的Na＋间距离为　　　　cm；NaCl晶体的密度ρ为　　　　g·cm－3(用含有NA和a的代数式表示)。 提示：a　 【特别提醒】　属于NaCl型离子晶体的还有KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO、CaS等。 2.氯化铯型离子晶体 [交流研讨2]　根据氯化铯离子晶体结构回答下列问题。 (1)在CsCl晶体中，每个Cs＋周围与它等距的Cl－有　　个，每个Cl－周围与它等距的Cs＋有　　个。Cs＋和Cl－配位数都是　　。 提示：8　8　8 (2)每个Cs＋周围与它最近且等距的Cs＋有　　个，每个Cl－周围与它最近且等距的Cl－有　　个。 提示：6　6 (3)在CsCl晶体的一个晶胞中(上图右图)，含Cs＋　　个，含Cl－　　个。CsCl晶体中Cs＋与Cl－的个数比为　　　　。 提示：1　1　1∶1 (4)若晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则氯化铯晶体的密度为 　　　　　　　　 g·cm－3。 提示： 【特别提醒】　属于CsCl型离子晶体的还有CsBr、CsI、NH4Cl等。 3.原子分数坐标 (1)概念：原子分数坐标表示晶胞中各原子的相对位置。 (2)原子分数坐标的确定方法 ①依据已知原子的分数坐标确定坐标系取向。 ②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。 ③从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。晶胞中的任何一个原子的位置均可用3个分别小于1的数在空间直角坐标系中表示出来，如位于晶胞原点(顶点)的原子分数坐标为(0，0，0)；位于晶胞体心的原子分数坐标为；位于xOz面心的原子的分数坐标为等(如图所示)。 [交流研讨3]　氯化铯的晶胞如图，图中原子1的分数坐标为(0，0，0)，则原子2、3、4的分数坐标分别为　　　　　　、　　　　　　、(1，1，1)。 提示：　(1，1，0) 1.图a～d是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是(　　) 学生用书⬇第40页 A.a和c B.b和c C.b和d D.a和d 答案：D 解析：NaCl晶体是简单立方体结构，每个Na＋周围有6个Cl－，每个Cl－周围有6个Na＋；与每个Na＋等距离的Cl－有6个，且构成正八面体，同理，与每个Cl－等距离的6个Na＋也构成正八面体，由图可知，a和d属于从NaCl晶体中分割出来的结构图。 2.钴的一种化合物的晶胞结构如图所示，已知A点的原子分数坐标为(0，0，0)，B点为。下列说法错误的是(　　) A.化合物中Co2＋的外围电子排布式为3d7 B.钴的周围有6个等距且最近的O2－ C.C点的原子分数坐标为 D.该物质的化学式为TiCoO2 答案：D 解析：C点的原子处于体心，原子分数坐标为，C正确；此晶胞中O2－个数为6×＝3，Ti4＋个数为8×＝1，Co2＋个数为1，该物质的化学式为TiCoO3，D错误。 1.下列叙述正确的是(　　) A.带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键 B.金属元素和非金属元素化合时不一定形成离子键 C.原子最外层只有1个电子的主族元素与卤素所形成的化学键一定是离子键 D.非金属元素形成的化合物中不可能含有离子键 答案：B 解析：离子键的本质是阴、阳离子之间的静电作用，静电作用包括静电引力和静电斥力，A项不正确；活泼金属与活泼非金属容易形成离子键，一般当成键原子所属元素的电负性差值小于1.7时，原子间不易形成离子键，如AlCl3和BeCl2中金属与非金属原子之间形成共价键，B项正确；原子最外层只有1个电子的主族元素包括H元素和碱金属元素，H元素与卤素形成共价键，C项不正确；由非金属元素形成的化合物中可能含有离子键，如铵盐中N与阴离子之间形成离子键，D项不正确。 2.氟石和萤石的主要成分均为CaF2，非常纯的氟石用来制作特种透镜，萤石主要用作冶炼金属的助熔剂；饮水中含有1～1.5 ppm氟化钙时，能防治牙病。下列有关CaF2的表述正确的是(　　) A.Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用 B.F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点低于CaCl2 C.阴、阳离子个数之比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同 D.CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电 答案：D 解析：A项，Ca2＋与F－间不仅存在静电吸引，同时原子核与原子核之间、电子与电子之间也存在静电排斥，错误；B项，因CaF2、CaCl2均为离子晶体，F－的离子半径小于Cl－，离子晶体的晶格能与离子所带电荷数成正比，与离子半径成反比，故CaF2晶体的晶格能大于CaCl2，晶格能越大，离子晶体的熔点越高，故CaF2的熔点高于CaCl2，错误；C项，阴、阳离子个数比相同，晶体构型不一定相同，错误；D项，CaF2是离子化合物，在熔融状态下能电离出自由移动的离子，故CaF2在熔融状态下能导电，正确。 3.钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如图所示。 有关说法不正确的是(　　) A.该晶体属于离子晶体 B.晶体的化学式为Ba2O2 C.该晶体晶胞结构与NaCl相似 D.与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个 答案：B 解析：由晶胞结构及“均摊法”计算，一个晶胞中含Ba2＋：8×＋6×＝4个，含：12×＋1＝4个，故晶体化学式是BaO2。 4.(1)Cu3N的晶胞结构如图，N3－的配位数为　　　　，Cu＋半径为a pm，N3－半径为b pm，阴、阳离子看成刚性小球，并彼此相切，则Cu3N的密度为　　　　　　g·cm－3(用NA表示阿伏加德罗常数的值，列出表达式即可)。 (2)ZnS是一种使用广泛的荧光材料。已知立方ZnS的晶胞结构如图所示： ①已知A、B点的原子分数坐标分别为(0，0，0)和，则C点的原子分数坐标为　　　　　。 ②立方ZnS的晶胞参数a＝541 pm，则其晶体密度为　　　　　　g·cm－3(列出计算表达式)。 答案：(1)6　　(2)①　② 解析：(1)Cu3N的晶胞结构中，N3－在顶点，Cu＋在棱心，因此N3－的配位数为6(上、下、左、右、前、后)，Cu＋半径为a pm，N3－半径为b pm，阴、阳离子看成刚性小球，并彼此相切，则Cu3N的密度为ρ＝＝＝ g·cm－3。(2)②根据均摊原则，晶胞中S2－数目为8×＋6×＝4 、Zn2＋数目为4，立方ZnS的晶胞参数a＝541 pm，则其晶体密度为 g·cm－3＝ g·cm－3。 学科网（北京）股份有限公司 $