1、第四节离子晶体名师导航知识梳理1.构成离子晶体的粒子是_，粒子之间的相互作用是_，这些粒子在晶体中_（填“能”或“不能”）自由移动，所以离子晶体_（同上）导电。2.离子晶体中离子的配位数是指_。在离子晶体中，如果正负离子的电荷相同，则正负离子的个数相同，结果导致正负离子的_相同。在NaCl晶体中每个Na+周围有_个Cl-，每个Cl-周围有_个Na+。NaCl只是氯化钠晶体的_，在晶体中不存在单个氯化钠分子，只有Na+和Cl-。在CsCl晶体中每个Cs+周围有_个Cl-，每个Cl-周围有_个Cs+。如果正负离子的_不同，正负离子的_必定不相同，结果，正负离子的_就不会相同。如，在CaF2晶体中，
2、Ca2+和F-的电荷比是_，个数比是_，Ca2+的配位数为_，F-的配位数为_。3. _是决定离子晶体结构的重要因素，此外，离子晶体的结构还取决于_。4.在离子晶体中，由于阴阳离子间存在着_，使离子晶体的_；要使离子晶体由固态变为液态或气态，需要较多的能量，因此，一般来说，离子晶体具有较高的_。5.四种晶体类型的比较晶体类型性质比较离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体结构组成粒子离子间作用物理性质熔沸点硬度溶解度_溶于极性溶剂，_溶于非极性溶剂极性分子易溶于_，非极性分子易溶于_溶于任何溶剂导电性_（熔融_导电）_（半导体硅）典型实例6.离子晶体的晶格能是指_，通常取_。离子晶体的晶格能是最能反映
3、_的数据。7.晶格能越大，形成的离子晶体越_，而且熔点越_，硬度越_。典型的离子晶体晶格能的大小与离子所带的电荷和离子半径的关系是：离子电荷越高，晶格能_，离子半径越大，晶格能_。8.晶体从岩浆析晶难易不仅_有关，而且也与析出晶体的_大小有关：_高的晶体熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中先结晶。知识导学在化学2中已经学习过离子键和离子化合物的概念，在学习本节之前，首先要对这部分知识进行复习和回顾。本节学习时要加强自主探究学习，对于离子晶体的结构特点可通过认真观察课本中的图示和制作典型离子晶体的模型来学习。一定要理解清楚离子晶体中离子的配位数的概念。有两个关键词，一个是“最邻近”，一个是“异电性”
4、。“最邻近”的离子指的是与一个离子的距离最近且相等的异电性离子；“异电性”离子指的是与某个离子最邻近的离子必须是与该离子电性相异的离子。影响离子配位数的因素主要是离子晶体中离子的电荷比和离子的半径比。如果阳离子和阴离子的电荷比是ab，则阳离子和阴离子的配位数之比也是ab。要重点掌握几何因素和电荷因素对离子晶体结构的影响，键性因素只要知道即可，不必深究。结构决定性质，离子键的强弱决定了离子晶体的硬度和熔沸点的高低。至此，可以回顾和总结四种类型的晶体的物理性质的决定因素和性质差异。物质熔沸点与晶体类型的关系：一般有：共价键离子键（金属键）分子间作用力，所以物质熔沸点一般有：原子晶体离子晶体（金属晶
5、体）分子晶体。物质熔沸点与晶体内粒子间相互作用的关系：同种类型晶体：构成晶体粒子间的作用力越大，则熔沸点越高，反之则越小。（1）原子晶体的熔沸点与共价键的强弱成正比关系，一般键长越短，键能越大，共价键越牢固，晶体的熔沸点越高。（2）离子晶体的熔沸点与离子键的强弱成正比关系。一般阴阳离子所带电荷数越多，阴阳离子核间距越小，则离子键越牢固，晶体的熔沸点一般越高。 （3）金属晶体的熔沸点与金属键的强弱成正比关系。一般金属离子电荷数越多，离子半径越小、金属键就越强，熔沸点就越高。（4）分子晶体：熔沸点与分子间作用力的强弱成正比关系，具体如下：对于组成和结构相似的分子晶体，一般分子量越大，分子间作用力越
6、强，晶体熔沸点越高。若分子间形成氢键，氢键比分子间作用力要强，故其熔沸点显著升高。对于组成和结构相似的分子晶体，一般分子极性越大，其熔沸点就越高。在同分异构体中，一般地说，支链数越多，其熔沸点就越低。根据物质在相同条件下的状态不同。一般常温下熔沸点：固体液体气体。学习晶格能的知识首先要正确理解和领会晶格能的概念，然后充分利用课本中给出的数据，通过分析表格中数据的特点探究影响晶格能大小的因素以及晶格能的大小对离子晶体物理性质的影响。岩浆析晶规则是从化学视角研究地质问题所得成果，美国矿物学家鲍文因此被推崇为实验地质学的先驱。所以，我们也要注意“学以致用”，主动运用所学知识思考和解决生产和生活中的问
7、题。疑难突破离子晶体具有哪些共同的性质？剖析：熔点和沸点:构成离子晶体的粒子是阴阳离子，离子间存在着较强的离子键，使离子晶体的硬度较大、难以压缩；而且具有较高的熔点和沸点。导电性:在离子晶体中，阴阳离子通过静电作用结合在一起，离子并不能自由移动，所以，离子晶体不导电；但离子晶体在受热熔化或溶于水时，能电离产生自由移动的阴阳离子，故离子晶体在熔融状态或水溶液中能导电。溶解性:由于构成离子晶体的阴阳离子及离子晶体结构的不同，离子晶体的溶解性相差很大，钾盐、钠盐、铵盐和硝酸盐都易溶于水，碳酸盐、磷酸盐大多不溶于水。疑难导析首先要清楚离子晶体之所以区别于其他晶体，主要是因为其结构上存在差异，而物理性质
8、上的不同只是一种表面现象，是结构差异的外在表现。所以，了解和把握离子晶体的性质，必须从结构出发才能抓住问题的本质。要弄清离子晶体的熔点和沸点,先要知道离子晶体的组成,粒子之间的相互作用的强弱。要弄清离子晶体的导电性，先要知道离子晶体中离子能否自由移动；离子晶体在受热熔化或溶于水时，离子能否自由移动。要弄清离子晶体的溶解性，先要弄清构成离子晶体的阴阳离子及离子晶体结构是否相同。问题探究问题：离子晶体中离子配位数与r+/r-的关系如何？请查阅资料并进行探究。探究：在八面体空隙中，正离子的配位数为6，在负离子不变的情况下，如果正离子半径太小，正离子在空隙中不能占满，则其周围的空间不足以容纳6个负离子
9、，多余的负离子迟早要被挤走。而如果正离子半径太大，则会有多余的空间暴露出来而吸引更多的负离子，这两种情况都会造成晶体结构的稳定性下降。根据推算，如果要正负离子都正好相切，则有r+/r=0.414。为使体系稳定，必须是正负离子互相接触，负离子不接触，同时又要具有尽可能高的配位数。这样看来，配位数为6的必要条件应为r+/r0.414。这样正负离子相接触，而负离子稍许离开一些，因而库仑引力大，排斥力小，能量也较低，体系比较稳定。但是当r+/r-大到0.732时，正离子周围即有可能安排八个负离子，而不使负离子相互接触。所以从库仑引力与排斥力来考虑，配位数为6的条件是r+/r0.414，再从配位数高低（
10、密堆积原理）来看，配位数为8时r+/r=0.732，故配位数为6的条件应为r+/r介于0.414和0.732之间。依照同样的计算与类似的推理，可得其他配位数的条件（离子的堆积情况）。问题导思要弄清离子晶体中离子配位数与r+/r-的关系，可以先考虑以下两个问题：（1）取若干一角硬币和若干一元硬币，先以一角硬币为中心，在它周围最多能排出几个与之相切的一元硬币，再以一元硬币为中心，在它周围最多能排出几个与之相切的一角硬币。通过这个实践操作，可以帮助我们理解在二维平面不同直径的圆的配位数。（2）取若干足球和若干篮球，试着排一下，看一个球周围最多可以有几个与之相切的球。如果换成足球和乒乓球又会怎样？通过
11、以上对宏观物体的探究，可以使我们初步理解离子为什么会有不同的配位数。然后查阅相关资料，深入了解离子的配位数与离子半径比的关系。典题精讲【例1】在医院施行外科手术时，常用HgCl2的稀溶液作为手术刀的消毒剂。已知HgCl2有如下性质：HgCl2晶体熔点较低；HgCl2在熔融状态下不能导电；HgCl2在水溶液中可发生微弱的电离。下列关于HgCl2的叙述正确的是（）A.HgCl2属于共价化合物B.HgCl2属于离子化合物C.HgCl2属于非电解质D.HgCl2属于强电解质思路解析：共价化合物是原子间以共用电子对所组成的化合物，两种非金属元素原子(或不活泼金属元素和非金属元素)化合时形成的是共价化合物
12、；离子化合物是由阳离子和阴离子组成的化合物，活泼金属(如钠、钾、钙、镁等)与活泼非金属(如氟、氯、氧、硫等)形成的是离子化合物；在熔融态或水溶液里均不导电的化合物是非电解质，非电解质是共价化合物，不能电离出离子；在水溶液中全部电离的电解质叫做强电解质，部分电离的电解质叫做弱电解质。强酸、强碱和绝大多数可溶性的盐在水溶液里都能全部电离,它们都是强电解质。弱酸、弱碱在水溶液里只能部分电离,它们都是弱电解质。答案：A【例2】构成下列晶体的作用力相同的是（）A.氯化钙晶体与石墨晶体B.常压0 时的三氧化硫、晶体硅C.干冰、蔗糖D.固体氮与NaCl晶体思路解析：构成晶体的作用力，对于原子晶体是共价键，分
13、子晶体是分子间作用力，离子晶体是离子键。A中氯化钙是离子晶体，石墨是混合型晶体。B中三氧化硫是分子晶体，晶体硅是原子晶体。D中固体氮是分子晶体，NaCl晶体是离子晶体。答案：C【例3】NaCl晶体模型如图323所示，在NaCl晶体中，每个Na周围同时吸引个_Cl-，每个Cl-周围也同时吸引着个_Na；在NaCl晶胞中含有个_Na、_个Cl-，晶体中每个Na+周围与它距离最近且相等的Na+共有_个。图323思路解析：在氯化钠晶体中，一个Na+位于晶胞的中心，12个Na+分别位于晶胞的12条棱上，则属于该晶胞的Na+相当于3个（123，棱边上的每个Na+同时被4个晶胞共用，属于该晶胞的Na+仅占1
14、/4），因此一个晶胞中共含有4个Na+，8个Cl-分别位于晶胞的8个顶点上，则属于该晶胞的Cl-相当于1个（81，顶点上的每个Cl-同时被8个晶胞共用，属于该晶胞的Cl-仅占1/8），6个Cl-分别位于晶胞的6个面心上，则属于该晶胞的Cl-相当于3个（63，面心上的每个Cl-同时被2个晶胞共用，属于该晶胞的Cl-仅占1/2），所以一个晶胞中共含有4个Cl-。可见NaCl晶体中Na+、Cl-的个数比为11。图中位于晶胞中心的Na+实际上共有3个平面通过它，通过中心Na的每个平面都有4个Na位于平面的四角，这4个Na+与中心Na距离最近且距离相等。所以在NaCl晶体中，每个Na+周围与它距离最近且
15、距离相等的Na+共有12个，按相似的方法可推出每个Cl-周围与它最近且距离相等的Cl-也共有12个。答案：664412典题导考绿色通道：此类题主要考查不同类型晶体物理性质的特点。正确解答这类题，要全面比较并记忆四种类型晶体物理性质各方面的异同点。【典题变式1】为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中合理、可靠的是（）A.观察常温下的状态，SbCl5是苍黄色液体，SnCl4为无色液体。结论：SbCl5和SnCl4都是离子化合物B.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5 、2.8 、-33 。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不
16、是离子化合物C.将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物D.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物绿色通道：原子晶体、金属晶体、离子晶体的熔沸点和稳定性都与化学键有关，而分子晶体的熔沸点取决于分子间作用力，稳定性取决于分子内原子之间的共价键的强弱，所以一定要注意避免误判。【典题变式2】下列说法正确的是（）A.加热氯化铵与固化碘过程发生的都是升华B.氢键的存在主要影响物质的物理性质C.水分子相当稳
17、定是因为水分子间存在很强的分子间作用力D.直接由原子构成的晶体必然是原子晶体绿色通道：解答这类题需要熟练应用计算晶胞中粒子数目的分摊法以及具备一定的空间想象能力。【典题变式3】1.某离子晶体的晶胞结构如图324所示。则该离子的化学式为（）图324A.AB12C8B.ABC3C.AB2C3 D.AB3C2.某离子晶体的晶胞结构如图325所示。试求：图325（1）晶体中每个Y同时吸引着_个X，每个X同时吸引着_个Y，该晶体的化学式是_。（2）晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有_个。（3）晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角(XYX)为_。（4）设该晶体的摩尔质量为M g mol-1，晶胞密度为d gcm-3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中两个最近的X中心间距离为_cm。典题变式答案【典题变式1】B【典题变式2】B【典题变式3】1.D2.（1）48XY2(或Y2X)（2）12（3）10928（4）
