1、-1-第四节 离子晶体-2-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 学习目标 思维脉络 1.了解离子晶体的结构特点。2.能根据离子晶体的结构特点解释其物理性质。3.了解几种常见的离子晶体的晶胞结构。4.了解晶格能的概念及意义。-3-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 一 二 一、离子晶体1.离子晶体(1)构成离子晶体的微粒是:阳离子、阴离子。(2)构成离子晶体的微粒之间的作用力:离子键。2.决定晶体结构的
2、因素 几何因素 晶体中正负离子的半径比(r+/r-)电荷因素 晶体中正负离子的电荷比 键性因素 离子键的纯粹程度 -4-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 一 二 3.常见离子晶体的结构类型 离子晶体 NaCl CsCl CaF2 阴离子的配位数 6 8 4 阳离子的配位数 6 8 8 晶胞 -5-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 一 二 4.离子晶体的性质 熔点 硬度 导电性 较高 较大 不导电,
3、但在熔融状态或溶于水时导电 练一练 1下列说法正确的是()A.一种金属元素和一种非金属元素一定能形成离子化合物B.离子键只存在于离子化合物中C.共价键只存在于共价化合物中D.离子化合物中必定含有金属元素解析:AlCl3 是共价化合物,A 项错误;凡含有离子键的化合物就是离子化合物,B项正确;共价键除存在于共价化合物中,非金属单质及离子化合物中也可含有共价键,C项错误;NH4Cl 属于离子化合物,但 NH4Cl中没有金属元素,D 项错误。答案:B-6-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 一 二 练一
4、练 2离子晶体一般不具有的特征是()A.熔点较高,硬度较大B.易溶于水而难溶于有机溶剂C.固体时不能导电D.离子间距离较大,其密度较小解析:离子晶体的结构决定着离子晶体具有一系列特性,这些特性包括A、B、C;离子间的距离取决于离子半径的大小及晶体的密堆积形式等。答案:D-7-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 一 二 二、晶格能1.概念离子晶体的晶格能是指气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量,通常取正值。离子晶体的晶格能是最能反映离子晶体稳定性的数据。2.晶格能影响因素3.晶格能的大小对离子晶
5、体性质影响晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,而且熔点越高,硬度越大。-8-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 一 二 练一练 3离子晶体熔点的高低决定于晶体中阳离子与阴离子之间的静电作用力,静电作用力大则熔点高,作用力小则反之。试根据你学过的物理知识,判断 KCl、NaCl、CaO、BaO 四种晶体熔点的高低顺序可能是()A.KClNaClBaOCaOB.NaClKClCaOBaOC.CaOBaONaClKClD.CaOBaOKClNaCl解析:离子晶体中,离子键越强,晶体熔点越高。而离子所带电荷
6、越多,半径越小,离子键越强。Ca2+、O2-、Ba2+都带 2个电荷;Na+、Cl-、K+只带 1个电荷,r(Ca2+)r(Ba2+),r(Na+)BaONaClKCl。答案:C-9-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 探究一 探究二 晶格能与离子晶体的性质问题导引 AB 型离子晶体 离子电荷数 晶格能(kJmol-1)熔点/摩氏硬度 NaF 1 923 993 3.2 NaCl 1 786 801 2.5 NaBr 1 747 747 2.5 NaI 1 704 661 2.5 MgO 2 3
7、791 2 852 6.5 CaO 2 3 401 2 614 4.5 SrO 2 3 223 2 430 3.5 BaO 2 3 054 1 918 3.3 常见离子晶体物理参数-10-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 探究一 探究二 1.离子晶体的熔点、硬度与晶格能有何关系?提示离子晶体的晶格能越大,离子键越强,熔点越高、硬度越大。2.离子晶体的晶格能与哪些因素有关?提示离子间的核间距:核间距越小,晶格能越大。离子所带电荷:离子所带电荷越多,晶格能越大。-11-第四节 离子晶体 XINZHI
8、DAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 探究一 探究二 名师精讲1.晶格能与离子晶体性质的关系(1)晶格能的大小标志着离子晶体裂解成气态阴、阳离子的难易程度,反映着离子晶体中离子键的强弱,故它与离子晶体的性质有着密切关系。(2)对于相同类型的离子晶体,晶格能越大,离子键越强,形成的离子晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。2.岩浆晶出规则与晶格能矿物从岩浆中先后结晶的规律被称为岩浆晶出规则。岩浆晶出的次序受晶格能的影响,晶格能越大,岩浆中的矿物越易结晶析出。3.离子晶体的性质(1)硬而脆。在离子晶体中,阴、阳离子间存在着较强的离子键,使
9、离子晶体表现出较大的硬度,难于压缩,当晶体受到冲击力时,部分离子键发生断裂,导致晶体破碎。-12-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 探究一 探究二(2)具有较高的熔点,难挥发。要使离子晶体由固态变为液态或气态,需要较多的能量破坏晶体中较强的离子键。因此,离子晶体具有较高的熔点,而且晶格能越大,熔点越高。如,NaCl CsCl 熔点/801 645 半径:Na+CsCl。而共价化合物 H2O 的熔点为 0,比离子晶体的熔点低得多。(3)固态时不导电,熔融状态或在水溶液中能导电。离子晶体中,离子键较
10、强,阴、阳离子不能自由移动,即晶体中无自由移动的离子,因此固态时不导电。当升高温度时,阴、阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用,成为自由移动的离子,在外加电场作用下,离子定向移动而导电。当离子化合物溶于水时,阴、阳离子受到水分子的作用变成了自由移动的离子(或水合离子),在外加电场的作用下,阴、阳离子定向移动而导电。-13-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 探究一 探究二(4)大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中,难溶于非极性溶剂(如汽油、苯、CCl4)中。当把离子晶体放入水中时,极性水分
11、子对离子晶体中的离子产生吸引,使离子晶体中的离子克服离子间的作用而离开晶体,变成在水中自由移动的离子。-14-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 探究一 探究二 例题 1下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是()A.熔点:NaFMgF2AlF3B.晶格能:NaFNaClNaBrC.阴离子的配位数:CsClNaClCaF2D.硬度:MgOCaOBaO解析:由于 r(Na+)r(Mg2+)r(Al3+),且 Na+、Mg2+、Al3+所带电荷数依次增大,所以 NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增
12、强,晶格能依次增大,故熔点依次升高。r(F-)r(Cl-)r(Br-),故 NaF、NaCl、NaBr 的晶格能依次减小。在CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为 8、6、4。r(Mg2+)r(Ca2+)B.C.D.解析:在上述三种晶体中,MgO 的键长最短,离子电荷又多,故其晶格能最大,熔点最高;NaF的键长小于 NaI,故 NaF的晶格能大于 NaI,熔点高于 NaI。答案:B-17-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 探究一 探究二 常见离子晶体的空间结构问题导引1.氯化钠晶体的
13、晶胞中有几个 Na+、Cl-?提示 Na+、Cl-都是 4个,故二者个数比为 11,故化学式为 NaCl。2.NaCl 晶体中 Na+、Cl-的配位数分别是几个?提示 Na+、Cl-的配位数均为 6。-18-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 探究一 探究二 名师精讲1.AB 型离子晶体的空间结构 离子晶体 NaCl CsCl 阴离子的配位数 6 8 阳离子的配位数 6 8 阴阳离子配位数图示 晶胞 +-0.525 0.934 -19-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGT
14、ANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 探究一 探究二 2.CaF2 晶体构型CaF2 的晶胞Ca2+的配位数为 8,F-的配位数为 4。-20-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 探究一 探究二 例题 2高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构,晶体中氧的化合价部分为 0,部分为-2。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。下列说法正确的是()A.超氧化钾的化学式为 KO2,每个晶胞含有 4 个 K+和 4 个O2-B.晶体中每个 K+周围有 8 个O2-,
15、每个O2-周围有 8 个 K+C.晶体中与每个 K+距离最近的 K+有 8 个D.晶体中,0 价氧元素与-2 价氧元素的原子个数比为 13解析:在一个超氧化钾晶胞中,含 K+数为 818+612=4,O2-数为 1214+1=4,故化学式为 KO2,且每个晶胞中含有 4 个 K+和 4 个O2-,故 A 项正确;晶体中每个 K+周围有 6 个O2-,每个O2-周围有 6 个 K+,故 B项不正确;晶体中与每个K+最近距离的 K+有 12 个,故 C 项不正确;设 0 价氧原子个数为 x,-2价氧原子个数为 y,根据 KO2 为电中性物质得:2y=+2,=31,故 D 项不正确。答案:A-21-
16、第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 探究一 探究二 方法技巧解答该题时,一要利用“均摊法”,求得每个晶胞中所含离子的数目;二要根据晶体结构求得阴阳离子的配位数。同时也可联想 NaCl 晶体模型,利用熟悉的模型去解答有关问题。-22-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 探究一 探究二 变式训练 2(1)下图为离子晶体空间构型示意图,(为阳离子,为阴离子),以 M 代表阳离子,以 N 代表阴离子,写出各离
17、子晶体的组成表达式:A ;B ;C ;D 。-23-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 探究一 探究二(2)下面是从 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 。-24-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 探究一 探究二 解析:(1)运用立方晶胞结构的特征判断。在 A 项中 M、N都在立方体的顶点且个数相等,故化学式为 MN;在 B 项中,
18、含 M:188+1=2 个,含N:124+2(体心)=4 个;在 C 项中,含 M:184=12个,含 N:1 个;在 D 项中,含M:188=1 个,含 N:1 个(体心)。(2)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,由此可知图和是属于 NaCl晶体的。答案:(1)MN MN2 MN2 MN(2)-25-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTA
19、NJIU重难探究 首页 1 2 3 4 5 6 7 81.下列物质中,含有共价键的离子晶体是()A.NaClB.SiO2C.NH4ClD.I2解析:NH4Cl 的 NH4+与 Cl-之间是离子键,NH4+内存在共价键。答案:C-26-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 1 2 3 4 5 6 7 82.共价键、离子键和范德华力是粒子之间的三种作用力。下列晶体Na2O2;SiO2;石墨;金刚石;NaCl;白磷中,含有两种作用力的是()A.B.C.D.解析:过氧化钠中有离子键和共价键;石墨和白磷中存在
20、共价键和分子间作用力。答案:B-27-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 1 2 3 4 5 6 7 83.对于离子键的说法正确的是()A.阴阳离子间的静电引力是离子键B.阴阳离子间的静电斥力是离子键C.阴阳离子间的相互作用即为离子键D.阴阳离子间强烈的相互作用是离子键解析:“相互作用”既指静电引力,也指静电斥力,而且这种相互作用指相邻(直接相邻)的阴阳离子间的强烈相互作用。答案:D-28-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANT
21、ANJIU重难探究 首页 1 2 3 4 5 6 7 84.下列说法正确的是()A.分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键B.分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸C.含有金属离子的晶体一定是离子晶体D.元素的非金属性越强,其单质的活泼性一定越强解析:分子中含两个氢原子的酸不一定是二元酸,例如甲酸 HCOOH;金属晶体中含有金属阳离子,但不是离子晶体;元素的非金属性越强,其单质的活泼性不一定越强,例如氮气。答案:A-29-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 1 2 3 4 5 6 7 85.
22、某离子晶体中晶体结构最小的重复单元如下图:A 为阴离子,在立方体内,B 为阳离子,分别在顶点和面心,则该晶体的化学式为()A.B2AB.BA2C.B7A4D.B4A7解析:根据均摊法,该结构单元中含 A:81=8,含 B:188+126=4,B 与 A 离子数之比为 48=12,即该晶体的化学式为 BA2,B 项正确。答案:B-30-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 1 2 3 4 5 6 7 86.下列热化学方程式中,能直接表示出氯化钠晶格能的是()A.Na+(g)+Cl-(g)NaCl(s)
23、H1B.Na(s)+Cl(g)NaCl(s)H2C.2Na+(g)+2Cl-(g)2NaCl(s)H3D.Na(g)+Cl(g)NaCl(s)H4解析:气态离子形成 1mol 离子晶体释放的能量称为晶格能。答案:A-31-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 1 2 3 4 5 6 7 87.(2014 浙江自选模块)请回答下列问题:(1)31Ga 基态原子的核外电子排布式是 。某种半导体材料由 Ga 和As 两种元素组成,该半导体材料的化学式是 ,其晶体结构类型可能为 。(2)维生素 B1 可作为
24、辅酶参与糖的代谢,并有保护神经系统的作用。该物质的结构式为:以下关于维生素 B1 的说法正确的是 。A.只含 键和 键B.既有共价键又有离子键C.该物质的熔点可能高于 NaClD.该物质易溶于盐酸-32-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 1 2 3 4 5 6 7 8(3)维生素 B1 晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有 。A.离子键、共价键B.离子键、氢键、共价键C.氢键、范德华力D.离子键、氢键、范德华力解析:(1)由 31Ga 知 Ga 的原子序数为 31,31-18=13,所以其核
25、外电子排布式为Ar3d104s24p1,Ga、As 分别为第 4 周期A、A 族的元素,化合价分别为+3、-3,化学式为 GaAs;(2)由结构可知含有 Cl-,所以一定含有离子键,含有氨基,可与盐酸反应,知 D 选项正确;(3)维生素B1 含有范德华力,含有NH2、OH,可以形成氢键,D 选项正确。答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1 GaAs 原子晶体(2)BD(3)D-33-第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 1 2 3 4 5 6 7 88.现有几组物质的熔点()
26、的数据:A 组 B 组 C 组 D 组 金刚石:3 550 Li:181 HF:-83 NaCl:801 硅晶体:1 410 Na:98 HCl:-115 KCl:776 硼晶体:2 300 K:64 HBr:-89 RbCl:718 二氧化硅:1 723 Rb:39 HI:-51 CsCl:645 据此回答下列问题:(1)A 组属于 晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是 。(2)B 组晶体共同的物理性质是 (填序号)。有金属光泽 导电性 导热性 延展性(3)C 组中 HF 熔点反常是由于 。(4)D 组晶体可能具有的性质是 (填序号)。硬度小 水溶液能导电 固体能导电 熔融状态能导电-34-
27、第四节 离子晶体 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 ZHONGNANTANJIU重难探究 首页 1 2 3 4 5 6 7 8(5)D 组晶体的熔点由高到低的顺序为 NaClKClRbClCsCl,其原因解释为 。解析:通过读取表格中数据先判断出晶体的类型及晶体的性质,应用氢键解释 HF 的熔点反常,利用晶格能的大小解释离子晶体熔点高低的原因。答案:(1)原子 共价键(2)(3)HF 分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出 HF 分子间能形成氢键即可)(4)(5)D 组晶体都为离子晶体,r(Na+)r(K+)r(Rb+)r(Cs+),在离子所带电荷相同的情况下,半径越小,晶格能越大,熔点就越高