1、学习目标:1、复习离子键概念,能推导并解释离子晶体的相关性质。2、了解常见典型离子晶体的结构特征。3、知道阴、阳离子的电荷比与配位数的关系。4、知道决定离子晶体结构的重要因素。能力培养1、通过复习分子晶体、原子晶体的相关知识,学会利用“知识迁移”的学习方法去学习离子晶体,培养自学能力。2、通过对晶胞中离子配位数的计算与分析,培养空间想象能力以及懂得利用跨学科知识的学习能力。教学过程:一、离子晶体回顾已经学过的分子晶体、原子晶体的结构与性质关系,试推导出离子晶体的基本结构与性质。分子晶体:分子内原子是通过_结合起来,相邻分子是通过_相互吸引。由于_使得分子晶体的熔、沸点_,硬度_。原子晶体:原子
2、晶体内原子都以_结合,形成一个三维的_结构。由于_使得原子晶体的熔、沸点_,硬度_。根据上面的知识,请推导离子晶体的一些特点:1离子晶体:是由_结合而成的晶体,由于_使得离子晶体的熔、沸点_,硬度_。金属晶体能够导电是什么原因?氯化钠固体、溶液、熔融状态的导电性又如何?如何解释?根据上述情况,请归纳出:来源:Z,xx,k.Com2离子晶体的导电能力:_ 小结: 四类晶体的比较,课本86页表离子晶体的性质如何取决于该晶体的结构,下面介绍几种常见的离子晶体的结构。在分析晶体结构之前先学习一个新名词:离子的配位数3配位数:指一个离子周围最邻近的异电性离子数目如:NaCl晶体中,一个Na+周围最邻近的
3、Cl-个数就是该Na+的配位数。那么Na+的配位数是多少呢?请看下面给出的NaCl晶胞的结构图,从图中找出Na+和Cl-的配位数各是多少。 来源:Z*xx*k.Com从图中可以很明显地看出:每个Na+周围最邻近的Cl-有_个,每个Cl-周围最邻近的Na+有_个,则Na+、Cl-的配位数都是_。因此整个晶体中, Na+、Cl-比例为_,化学式为NaCl,属于AB型离子晶体。与Na同主族的Cs的氯化物CsCl也是属于AB型离子晶体,其晶体结构是否与NaCl晶体结构相同?阴、阳离子的配位数是否也相同?请看下面CsCl的晶胞图形从图中可以很明显地看出:每个Cs+周围最邻近的Cl-有_个,每个Cl-周围
4、最邻近的Na+有_个,则Cs+、Cl-的配位数都是_。因此整个晶体中, Cs+、Cl-比例为_,化学式为CsCl 。为什么同是AB型离子晶体, CsCl与NaCl的晶体结构和配位数不一样?请从两者的组成中试寻找形成差异的原因。r+/ r-配位数来源:学#科#网Z#X#X#K 0.225-0.414来源:Zxxk.Com40.414-0.73260.732-1.0084决定离子晶体结构因素:(1)几何因素:晶体中正负离子的半径比 左表中是AB型离子晶体的几何因素与配位数的关系 前面两例中每种晶体的阴、阳离子所带的电荷数相同,阴、阳离子个数相同,配位数也相同。如果离子晶体中阴、阳离子的电荷数不相同
5、,阴、阳离子个数不相同,各离子的配位数是否也不相同?下面请看CaF2晶体结构回答问题:请根据图中晶胞结构计算:每个Ca 2 +周围最邻近的F-有_个,表明Ca 2 +的配位数为_。每个F-周围最邻近的Ca 2 +有_个,表明F-的配位数是_。由此可见,在CaF2晶体中,Ca 2 +和F-个数比为_,刚好与Ca 2 +和F-的电荷数之比_。整个晶体的结构与前面两例的结构完全不相同。因此可以得出晶体中阴、阳离子电荷比也是决定离子晶体结构的重要因素,称为电荷因素。(2)电荷因素:晶体中阴、阳离子电荷比此外,决定离子晶体结构的因素还有离子键的纯粹程度,称为键性因素。对此高中不作详细学习。(3)键性因素
6、:离子键的纯粹程度小结:本节课主要学习离子晶体的基本性质与结构。通过本节学习可以知道为什么离子晶体种类繁多且结构多样。同时由于离子晶体中阴、阳离子的结合方式使得整个晶体是一个“巨分子”,不存在单个分子。 CsCl、NaCl、 CaF2表示的只是晶体中阴、阳离子个数比的化学式,不表示分子组成的分子式。到此,你能根据离子晶体的特点,找出化合物中哪些种类的晶体属于离子晶体吗?二、晶格能1定义:气态离子形成1mol离子晶体释放的能量。来源:学。科。网如:1mol气态钠离子和1mol气态氯离子结合生成1mol氯化钠晶体释放的能量为氯化钠晶体的晶格能。 Na+ (g) + Cl- (g) = NaCl (
7、s) ; H 2对晶体构型相同的离子化合物,离子电荷数越多,核间距越小,晶格能越大3晶格能越大,离子键越强,晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。晶格能是离子晶体中离子间结合力大小的一个量度。晶格能越大,表示离子晶体越稳定,破坏其晶体耗能越多。我们知道离子晶体间存在着离子间的静电引力,因此,晶格能本质上是离子间静电引力大小的量度。 离子化合物的晶格能一般都比较大,这是由于离子间有强烈的静电引力之故。较大的晶格能意味着离子间结合紧密,这样的离子化合物其熔点和硬度必定很高。事实上,高熔点、高硬度就是离子化合物的显著特征。 既然是静电引力,可以想象,正负离子的电荷越高,核间距离越小,静电引力就越大,晶格能就越大。相应地,其熔点、硬度就越大,这就是如MgO、CaO以及Al2O3常被用来作高温材料和磨料的原因。