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1、第四節(jié) 離子晶體,1.NaCl晶體是典型的離子化合物,其中存在哪些微粒?試寫出NaCl的電子式.,2.上述離子是通過怎樣的相互作用結(jié)合成晶體的呢?,你知道嗎？,2Na + Cl2 = 2NaCl,知識回顧：離子鍵,1、 稱為離子鍵。,2、成鍵的微粒：,陰、陽離子,3、成鍵的本質(zhì)：,陰陽離子間的靜電作用,4、成鍵的條件：,活潑金屬元素的原子和活潑的非金屬元素的原子,使陰、陽離子結(jié)合成離子化合物的靜電作用,思考,哪些物質(zhì)中含有離子鍵？,1、活潑的金屬元素（IA、IIA）和活潑的非金屬元素（VIA、VIIA）形成的化合物。,2、活潑的金屬元素和酸根離子（或氫氧根離子）形成的化合物,3、銨根和酸根離子

2、（或活潑非金屬元素離子）形成的鹽。,強堿,大多數(shù)鹽,活潑金屬氧化物,4、從物質(zhì)類別的角度來說，離子化合物通常包括_、_和_。,5.常見的離子化合物,離子鍵只存在于離子化合物中。,6、影響離子鍵強弱的因素：,離子半徑和 離子電荷,同種類型的離子晶體，通常離子半徑越 、離子帶電荷越 ，離子鍵就越 。離子鍵越強，破壞它所需能量就越 。熔點就越 。,小,多,強,大,高,7、離子鍵的特征,沒有方向性： 陰陽離子是球形對稱的，電荷的分布也是球形對稱的，它們在空間各個方向上的靜電作用相同，都可以和帶不同電荷的離子發(fā)生作用沒有飽和性： 在靜電作用能達到的范圍內(nèi)，只要空間條件允許，一個離子可以多個離子發(fā)生作用,

3、重晶石 BaSO4,瑩石 CaF2,膽礬 CuSO45H2O,明礬 KAl(SO4)212H2O,強堿、活潑金屬氧化物、大部分的鹽類。,1、定義：,由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。,2、成鍵粒子：,陰、陽離子,3、相互作用力：,離子鍵,4、常見的離子晶體：,一、離子晶體,5、離子晶體的結(jié)構(gòu)特征,1）、 由于離子鍵沒有方向性，也沒有飽和性，只要條件允許，陽離子周圍可以盡可能多地吸引陰離子，同樣，陰離子周圍可以盡可能多地吸引陽離子，陰陽離子按一定規(guī)律在空間排列，已達到降低體系能量的目的。 2）、離子晶體的化學式只表示晶體中陰、陽離子的個數(shù)比，而不是表示分子的組成。,(2) 硬度 。,6.

4、 離子晶體物理性質(zhì)的特點：,(1) 熔沸點 , 難揮發(fā)、難壓縮。,較高,較大,(3) 水溶性,(4) 導電性,閱讀課本P79最后一段(即科學視野之前的一段),結(jié)合氯化鈉晶體的結(jié)構(gòu),你認為離子晶體物理性質(zhì)有何特點?,離子電荷越多,核間距離越小,熔沸點升高。,一般易溶于水,而難溶于非極性溶劑。,固態(tài)不導電,水溶液或者熔融狀態(tài)下能導電。,(1)熔、沸點 具有較高的熔、沸點，難揮發(fā)。離子晶體中，陰、陽離子間有強烈的相互作用(離子鍵)，要克服離子間的相互作用使物質(zhì)熔化和沸騰，就需要較多的能量。因此，離子晶體具有較高的熔、沸點和難揮發(fā)的性質(zhì)。(2)硬度 硬而脆。離子晶體中，陰、陽離子間有較強的離子鍵，離子

5、晶體表現(xiàn)出較高的硬度。當晶體受到?jīng)_擊力作用時，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導致晶體破碎。,離子晶體物理性質(zhì)與離子鍵的關(guān)系：,(3)導電性 不導電，但熔化或溶于水后能導電。離子晶體中，離子鍵較強，陰、陽離子不能自由移動，即晶體中無自由移動的離子，因此離子晶體不導電。當升高溫度時，陰、陽離子獲得足夠的能量克服了離子間的相互作用力，成為自由移動的離子，在外加電場的作用下，離子定向移動而導電。離子晶體溶于水時，陰、陽離子受到水分子的作用成了自由移動的離子(或水合離子)，在外加電場的作用下，陰、陽離子定向移動而導電。,離子晶體物理性質(zhì)與離子鍵的關(guān)系：,(4)溶解性大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑(如水)中，難溶于非

6、極性溶劑(如汽油、苯、CCl4)中。當把離子晶體放入水中時，水分子對離子晶體中的離子產(chǎn)生吸引，使離子晶體中的離子克服離子間的相互作用力而離開晶體，變成在水中自由移動的離子。特別提醒：化學變化過程一定發(fā)生舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成，但破壞化學鍵或形成化學鍵的過程卻不一定發(fā)生化學變化，如食鹽熔化會破壞離子鍵，食鹽結(jié)晶過程會形成離子鍵，但均不是化學變化過程。,7、離子晶體常見晶胞類型：,思考：氯化鈉晶體中鈉離子和氯離子分別處于晶胞的什么位置？,(1) 氯化鈉晶體,每個Cl- 周圍與之最接近且距離相等的Na+共有 個。,6,這幾個Na+在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為 。,正八面體,NaCl晶體中離子的配位

7、數(shù),(a)NaCl型晶體結(jié)構(gòu)模型(左下圖)：配位數(shù)為6。在NaCl晶體中，每個Na周圍同時吸引著6個Cl，每個Cl周圍也同時吸引著6個Na。每個Na周圍與它最近且等距的Na有12個，每個Na周圍與它最近且等距的Cl有6個。,(b)每個晶胞含鈉離子、氯離子的個數(shù)：,CsCl晶體的結(jié)構(gòu),(2)氯化銫晶體,1銫離子和氯離子的位置：,銫離子：體心氯離子：頂點；或者反之。,2每個晶胞含銫離子、氯離子的個數(shù)：,1個,CsCl晶體及晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,CsCl晶體中陰、陽離子配位數(shù),Cs+的配位數(shù)：,Cl-的配位數(shù)：,8,8,CsCl晶體中離子的配位數(shù),CsCl型晶體結(jié)構(gòu)模型：配位數(shù)為8。在CsCl晶體中，每個

8、Cs周圍同時吸引著8個Cl，每個Cl周圍也同時吸引著8個Cs。每個Cs與6個Cs等距離相鄰，每個Cs與8個Cl等距離相鄰。,(3)CaF2型晶胞,2Ca2+的配位數(shù)：,F-的配位數(shù)：,1一個CaF2晶胞中含：,4個Ca2+和8個F,8,4,(4)ZnS型晶胞,2陽離子的配位數(shù)：,陰離子的配位數(shù)：,1一個ZnS晶胞中含：,4個陽離子和4個陰離子,4,4,各類型離子晶體晶胞的比較,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

9、+：,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,堿土金屬鹵化物、堿金屬氧化物。,科學探究：,找出NaCl、CsCl兩種離子晶體中陽離子和陰離子的配位數(shù)，它們是否相等？,6,6,8,8,科學探究：,你認為是什么因素決定了離子晶體中離子的配位數(shù)？根據(jù)表35、表36分析影響離子晶體中離子配位數(shù)的因素。,8、決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素,（1）幾何因素 晶體中正負離子的半徑比- r +/ r 越大，配位數(shù)越大（2）電荷因素：晶體

10、中陰陽離子的電荷比電荷比等于配位數(shù)之比（3）鍵性因素離子鍵的純粹因素即陰陽離子相互極化的程度,(1)、幾何因素,配位數(shù)與 r +/ r 之比相關(guān)：0.225 0.414 4 配位 0.414 0.732 6 配位0.732 1.000 8 配位,NaCl:95/181=0.525 CsCl:169/181=0.933,晶體中正負離子的半徑比 r +/ r 越大，配位數(shù)越大,(2)、電荷因素,CaF2的晶胞,例：CaF2的晶體中，Ca2和F的個數(shù)之比_，電荷數(shù)之比_，Ca2配位數(shù)是_，F(xiàn)的配位數(shù)是_。,由正負離子的電荷比影響離子晶體的配位數(shù)的因素，稱為電荷因素。,1:2,2:1,8,4,晶體中陰

11、陽離子的電荷比等于配位數(shù)之比,科學視野（課本P79）,復雜離子晶體碳酸鹽的熱分解溫度高低規(guī)律,以堿土金屬碳酸鹽為例（堿金屬碳酸鹽分解溫度甚高，在此不予討論）,熱分解機理,實驗數(shù)據(jù),分析實驗數(shù)據(jù)、結(jié)合分解機理可知,陽離子半徑越大，堿土金屬碳酸鹽的分解溫度越高,組成碳酸鹽中陽離子的金屬的金屬性越弱，金屬陽離子的半徑越小，碳酸鹽的熱穩(wěn)定性越差，反之越好。,為什么NaCl的熔沸點比CsCl高？,交流與討論,結(jié)論: 對于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，陰、陽離子半徑越小，離子鍵越強，熔沸點較高，晶體越穩(wěn)定。,離子鍵的強弱在一定程度上可以用離子晶體的晶格能來衡量。,1.概念：氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體釋放的能量，通

12、常取正值?；蛑覆痖_1mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和氣態(tài)陽離子所吸收的能量最能反映離子晶體的穩(wěn)定性。,二、離子晶體的晶格能,2、表示：符號為U 單位是KJ/mol ,取正值3、影響晶格能大小因素 F=(kq1q2)/r2離子晶體中陰陽離子核間距越小，所帶電荷乘積越多，離子鍵越強，晶格能越大,4、晶格能對離子晶體性質(zhì)的影響: 晶格能越大 （1）形成的離子晶體越穩(wěn)定；（離子鍵越強）（2）熔點越高；（3）硬度越大。,科學視野(P81),巖漿晶出規(guī)則與晶格能,巖漿晶出規(guī)則與晶格能的關(guān)系晶格能高的晶體熔點較高，更容易在巖漿冷卻過程中冷卻下來，從而先結(jié)晶.,歸納一、四類晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),【規(guī)律方法】判斷

13、晶體類型的方法判斷晶體的類型一般是根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)：(1)在常溫下呈氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì)，其晶體應屬于分子晶體(Hg除外)。如H2O、H2等。對于稀有氣體，雖然構(gòu)成物質(zhì)的微粒為原子，但應看作單原子分子，因為微粒間的相互作用力是范德華力，而非共價鍵。(2)在熔融狀態(tài)下能導電的晶體(化合物)是離子晶體。如：NaCl熔融后電離出Na和Cl，能自由移動，所以能導電。,(3)有較高的熔、沸點，硬度大，并且難溶于水的物質(zhì)大多為原子晶體，如晶體硅、二氧化硅、金剛石等。(4)易升華的物質(zhì)大多為分子晶體。(5)根據(jù)物質(zhì)類別：a、金屬氧化物，強堿，鹽離子晶體b、金屬單質(zhì)，合金金屬晶體C、金剛石，晶體硅，晶體硼，碳化

14、硅，二氧化硅原子晶體d、大多數(shù)分金屬單質(zhì)（C Si B除外），氣態(tài)氫化物，非金屬氧化物（SiO2除外），酸，大多數(shù)有機物分子晶體,還要,歸納二、物質(zhì)的熔點與晶體類型的關(guān)系1、若晶體類型不同，一般情況下：原子晶體離子晶體分子晶體。（金屬晶體差別很大）2、若晶體類型相同，則有：離子晶體中，結(jié)構(gòu)相似時，離子半徑越小，離子電荷越高，晶格能越大，離子鍵就越強，熔點就越高。原子晶體中，結(jié)構(gòu)相似時，原子半徑越小，共價鍵鍵長越短，鍵能越大，熔點越高。分子晶體中（不含氫鍵時），分子組成和結(jié)構(gòu)相似時，相對分子質(zhì)量越大，范德華力就越強，熔點就越高。金屬晶體中，離子半徑越小，離子電荷越高，金屬鍵就越強，熔點就越高。合

15、金的熔點比它的各成分金屬的熔點低。,練習,1、下表列出了有關(guān)晶體的知識，其中錯誤的是（）2、下列物質(zhì)的晶體，按其熔點由低到高的排列順序正確的是（） ANC、SO2、CO2BNC、CO2、SO2 CNC、MO、SO2DNC、SO2、MO,B,C,3.下列物質(zhì)中，化學式能準確表示該物質(zhì)分子組成的是A.NH4Cl B.SiO2 C.P4 D.Na2SO4,問題反思化學式能否表示分子，關(guān)鍵能判斷該物質(zhì)是否分子晶體,C,4.下列有關(guān)晶體的敘述中不正確的是 ( )A.金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,由共價鍵形成的碳原子環(huán)中,最小的環(huán)上有6個碳原子B. 氯化鈉晶體中,每個Na+周圍距離相等的Na+離子共有6個C.氯化銫

16、晶體中,每個銫原子周圍緊鄰8個氯原子D.干冰晶體中,每個二氧化碳分子周圍緊鄰12個二氧化碳分子,B,5、有下列八種晶體：A.SiO2(水晶)；B.冰醋酸；C.氧化鎂；D.白磷；E.晶體氬；F.氯化銨；G.鋁；H.金剛石。用序號回答下列問題：(1)屬于原子晶體的化合物是_，直接由原子構(gòu)成的晶體是_，直接由原子構(gòu)成的分子晶體是_。,E,A,A、E、H,(2)由極性分子構(gòu)成的晶體是_，含有共價鍵的離子晶體是_，屬于分子晶體的單質(zhì)是_。(3)在一定條件下能導電并發(fā)生化學變化的是_。受熱熔化后化學鍵不發(fā)生變化的是_，需克服共價鍵的是_。,D、E,A、H,B,F,B、C、F,B、D、E,6、下列性質(zhì)中，可以證明某化合物內(nèi)一定存在離子鍵的是 （ ） A.可溶于水 B.具有較高 C.水溶液能導電 D.熔融狀態(tài)能導電,D,D,7、下列說法中正確的是（ ） A離子晶體中每個離子周圍均吸引著6個帶相反電荷的離子 B金屬導電的原因是在外電場作用下金屬產(chǎn)生自由電子，電子定向移動 C分子晶體的熔沸點很低，常溫下都呈液態(tài)或氣態(tài) D原子晶體中的各相鄰原子都以共價鍵相結(jié)合,8. 實現(xiàn)下列變化，需克服相同類型作用力的是(