3.3.2离子晶体2026-2027学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

该高中化学课件聚焦离子晶体，系统讲解其构成微粒、离子键作用、晶胞结构及性质，通过揉捏食盐晶体、观察烧烤时食盐未熔融等生活实例导入，引导学生从物理性质探究离子键本质，构建“现象-性质-结构”的学习支架。 其亮点在于以晶胞结构分析为核心，通过NaCl、CsCl等典型晶胞的配位数计算、离子位置探究培养科学思维，分组讨论对比四大晶体模型强化科学探究与实践，课堂小结表格归纳提升化学观念。实例如NaCl晶胞中离子数目及配位数分析，帮助学生建立微观结构与宏观性质联系，为教师提供系统教学资源和活动设计，提升教学效率。

第三节　金属晶体与离子晶体 第1课时 (离子晶体) 第三章　晶体结构与性质 1 离子晶体 2 金属键与金属晶体 1 本节重点 本节难点 知识导航 1、揉捏食盐晶体，感受NaCl晶体硬度较大，难以压缩的特点。 可知：食盐具有较高的熔点和沸点以及较大的硬度，如何解释呢 2、烧烤、爆炒等加入食盐，都未见其熔融，说明什么？ 根据生活经验： 新课导入 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 静电作用力 离子晶体 钠离子、氯离子 成键本质 晶体类型 成键微粒 NaCl的晶胞 一、离子晶体——NaCl 知识梳理 NaCl晶胞 1个NaCl晶胞中含有______个Na+和______个Cl-。 每个Na+周围等距且距离最近有___个Cl-。 每个Cl- 周围等距且距离最近有___个Na+ 。 Na+的配位数为______。 Cl- 的配位数为______。 一、离子晶体——NaCl 知识梳理 钠离子所处的环境 氯离子所处的环境 为什么会出现这种情况呢？ 阴阳离子间的静电作用没有方向性，每个粒子周围会尽可能多的吸引带相反电荷的离子，以达到降低体系能量的目的。故离子键没有方向性和饱和性。所以离子在晶体中常常也趋向于采用尽可能紧密地堆积形式，可以视为圆球的密堆积，只不过阴离子、阳离子的半径是不同的，是不等径圆球的密堆积 一、离子晶体——NaCl 知识梳理 Na＋位于_______和_______ Cl－位于_______和_______ 解释NaCl表示什么含义? 探究二 棱上位置：12× ＝3 4 1 棱上 体心 晶胞内位置：1×1＝1 顶点 面心 顶点位置：8× ＝1 8 1 面心位置：6× ＝3 2 1 一个晶胞中的氯离子和钠离子均为四个，二者的比值是1 : 1。故并不存在单独的氯化钠分子，只是在整个晶体中，氯离子与钠离子的个数比为1 : 1。因此，氯化钠的化学式表示的只是表示氯化钠的组成。 一、离子晶体——NaCl 知识梳理 解释NaCl的熔点较高、硬度较大的原因 探究三 在NaCl中，离子间存在着较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，难于压缩；而且，要使它们由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏这些较强的离子键，因此，NaCl具有较高的熔点和沸点。 一、离子晶体——NaCl 知识梳理 结合所学内容并根据氯化铯的结构分析和性质来回答问题： 分析：晶胞中各离子的位置分布情况 问题1 CsCl的晶胞中，1个铯离子处于立方体的中心， 8个氯离子是位于顶点 CsCl的晶胞 Cl- Cs+ 铯离子所处的环境：每个Cs+同时吸引着 个Cl− 氯离子所处的环境：每个Cl−同时吸引着 个Cs+ 每个Cs+周围与之等距且距离最近有______个Cl-。 每个Cl- 周围与之等距且距离最近有______个Cs+ 。 Cs+的配位数为______。 Cl- 的配位数为______。 一、离子晶体——CsCl 知识梳理 CsCl的晶胞 结合所学内容并根据氯化铯的结构分析和性质来回答问题： CsCl的熔点较高(645 ℃)的原因是什么？ 问题2 在CsCl中，离子间存在着较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，难于压缩；而且，要使它们由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏这些较强的离子键，因此，CsCl具有较高的熔点和沸点。 一、离子晶体——CsCl 离子键是种什么作用力？ 知识梳理 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： 知识梳理 （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 4 8 知识梳理 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 二 、离子键 1、离子键： 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。 成键粒子 键的本质 静电引力和斥力 （1） 离子键的实质：是静电作用，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。 （2）特征： 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。 （3）影响因素： 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，硬度越大 知识梳理 Na＋、Cs＋所带电荷一样，但Na＋的半径小于Cs＋的半径，NaCl中离子键强于CsCl中离子键，所以NaCl的熔点高于CsCl的熔点。 NaCl的熔点为801 ℃，CsCl的熔点为645 ℃，试解释其原因。 典例精讲 胆矾CuSO4·5H2O 萤石CaF2 重晶石BaSO4 烧碱NaOH 三、离子晶体 观察下列晶体的组成，归纳其构成微粒有什么共同点？微粒之间存在哪种相同的作用力？ 知识梳理 三、离子晶体 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 2、构成微粒： 阴、阳离子 3、粒子间作用力： 离子键 注意点：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（如H2O、NH3） 胆矾CuSO4·5H2O 离子键没有方向性和饱和性 知识梳理 三、离子晶体 4、常见的离子晶体 强碱、活泼金属的氧化物和过氧化物、大多数盐 5、离子晶体物理性质： ①导电性 ②具有较高的熔、沸点，难挥发 ③硬度较大，难于压缩。 ④溶解性 大多数离子晶体易溶于极性溶剂（如水），难溶于非极性溶剂（如汽油、苯等）， 遵循“相似相溶”规律。 注意点：离子晶体不导电，但熔融或溶于水后能导电。 影响因素：离子键越强，离子晶体熔沸点越高。 离子所带电荷数 多，离子半径小，离子键越强，物质熔沸点越高。 知识梳理 NaCl等离子晶体在熔融状态下导电、水溶液导电与金属导电有什么不同? 四、离子晶体的性质探究 金属晶体的导电性与金属晶体中自由电子有关，在外加电场条件下，自由电子定向运动而形成电流。离子晶体固态时不能导电，因为阴阳离子不能自由移动，在熔融或水溶液状态下发生电离，产生自由移动的阴阳离子，离子晶体才能够导电。 熔融的NaCl能够导电 NaCl溶液能够导电 知识梳理 离子晶体是否具有较好的延展性? 施加外力 发生滑动 同种电荷相互排斥，使离子键减弱，晶面裂开 离子晶体较脆，延展性较差 四、离子晶体的性质探究 知识梳理 离子晶体的熔点是否都较高？分析下表中的数据，能得出什么结论？ 化合物 熔点/℃ 化合物 熔点/℃ CaO 2 613 Na2SO4 884 CuCl2 1 326 Ca2SiO4 2 130 NH4NO3 169.6 Na3PO4 340 BaSO4 1 580 CH3COOCs 194 LiPF6 200(分解温度) NaNO2 270 从表中数据可知，离子晶体的熔点差异也较大； 从表中还发现，大量离子晶体的阴离子或阳离子不是单原子，离子组成差异较大，有些晶体中还存在共价键，然而贯穿整个晶体的主要作用力仍是阴阳离子之间的作用力。 知识梳理 模型展示 干冰 NaCl晶胞 Cl- Na+ 金刚石晶体结构 分组讨论 分小组讨论四种晶体模型的各自特点，进行小组内交流，形成不组观点，以表格形式对比分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体，并进行全班交流。 金属Cu 拓展延伸 NaCl 金属Cu 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 熔沸点、硬度、导电性 影响熔沸点的因素 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 CO2 四大晶体归纳总结 溶沸点较低、 硬度小、 固体时不导电 溶沸点高、硬度大、 不导电（个别为半导体） 熔沸点和硬度个体差距大、 良好的导电性 较高的熔沸点且难挥发、 硬度大而脆，无延展性，固体不导电 分子间作用力 共价键 金属键 离子键 粒子半径越小，核电荷数越多，化学键键能越大，熔沸点越高 详见蓝对勾79页 课堂小结 柔性离子晶体管：为未来生物电子器件奠定基础！ 哥伦比亚大学神经电子转化实验室开发出了第一个具有生物相容性的离子驱动的晶体管。这项技术在在体电生理信号采集和神经刺激方面具有重要的意义。 有机柔性放大器领域中的重要工作，可能对未来的可植入设备、脑机界面等设备的形式产生深远的影响。可能的设备形式比如完全柔性可长期植入的神经电极、深部脑刺激器、植入性的高分辨率心电监护设备等等。柔性电子在将来甚至可以作为承载深度学习的计算单元而直接植入体内 。 拓展延伸 1.下列叙述正确的是( ) A.任何晶体中，若含有阳离子，就一定含有阴离子 B.金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子间的相互作用 C.价电子数越多，金属元素的金属性越强 D.含有金属元素的离子不一定是阳离子 D 2.金属晶体熔、沸点的高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是( ) A.金属镁的熔点大于金属铝 B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的 C.金属铝的硬度大于金属钠 D.金属镁的硬度小于金属钙 C 随堂演练 3.下列物质中属于含有中心分子的离子晶体的是( ) A.CaCO3 B.Na2O2 C.(NH4)2SO4 D.Cu(NH3)4SO4·H2O D 4.下列物质的晶体一定属于离子晶体的是( ) A.在水中能电离出离子的物质 B.在水中能电离出SO42-的化合物 C.在水中能电离出Na＋的化合物 D.熔化时化学键无变化的化合物 C 随堂演练 5.下列有关离子晶体的叙述中，不正确的是( ) A.1 mol氯化钠晶体中有NA个NaCl分子 B.氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有6个 C.醋酸钠属于离子晶体，含非极性键 D.平均每个NaCl晶胞中有4个Na＋、4个Cl－ A 6.自然界中的CaF2又称萤石，是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。下列一定能说明CaF2是离子晶体的实验是( ) A.CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱 B.CaF2的熔、沸点较高，硬度较大 C.CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电 D.CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小 C 随堂演练 7、下图为钙钛矿的晶胞，回答下列问题 （1）钙钛矿的化学式为： 。 （2）其组成元素的电负性顺序为： 。 （4）金属离子与O2-间作用力为： 。 （3）Ca2+ 的配位数为： 。 知识梳理 $