1、第二单元 离子键 离子晶体课程标准导航1.加深对离子键的认识，理解离子键没有饱和性、没有方向性的特点。2.认识几种典型的离子晶体。3.能大致判断离子键的强弱，知道晶格能的概念，了解影响晶格能大小的因素。4.晶格能对离子晶体硬度和熔沸点的影响，能预测离子晶体熔点高低顺序。5.进一步认识物质的结构与性质之间的关系，强化学生结构决定性质的意识。6.能运用电子式表达离子化合物的形成过程。新知初探自学导引 自主学习一、离子键的形成 1.概念：_间通过_形成的化学键叫做离子键。2.形成：在离子化合物中，阴、阳离子之间的_使阴、阳离子相互吸引，阴、阳离子静电作用静电引力阴离子的核外电子与阳离子的核外电子之间
2、、阴离子的原子核与阳离子的原子核之间的_使阴、阳离子相互排斥。当阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力达到_时，阴、阳离子保持一定的平衡核间距，形成稳定的_，整个体系达到_状态。静电斥力平衡离子键能量最低3.根据元素的金属性和非金属性差异，金属性较强的金属原子与非金属性较强的非金属原子间易形成离子键。例如，A、A族元素与A、A族元素易形成离子键。4.离子键的特点：离子键没有_性和_性。方向饱和想一想 1.离子晶体一定含离子键，一定不含共价键吗？提示：不一定。离子晶体中可能含有共价键，如NaOH、Na2O2 等。二、离子晶体1.概念：由_和_通过_结合而成的晶体。2.物理性质：一般来说，离子晶体具有
3、较高_和较大的_。这些性质都是因为离子晶体中存在着离子键，若要破坏这种作用需要获得能量。3.晶格能(U)阴离子阳离子离子键熔点硬度(1)概念：拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子时所吸收的能量，单位为_。(2)意义：晶格能用来衡量离子晶体中阴、阳离子间静电作用的大小。(3)影响因素：在离子晶体中，离子半径越小，离子所带的电荷数_，则晶格能越大。kJmol1越多晶格能越大，阴、阳离子间的离子键就越牢固，形成的离子晶体就越稳定，而且熔点越高，硬度_。想一想2.离子晶体是否全由金属元素与非金属元素组成?提示：不是，全部由非金属元素形成的晶体，也可能是离子晶体，如铵盐。越大自主体验1.
4、能以离子键相结合生成A2B型(B为阴离子)离子化合物的是()A.原子序数为11和17B.原子序数为20和9C.原子序数为13和17D.原子序数为19和16解析：选D。A项中生成NaCl离子化合物，B项中生成CaF2离子化合物，C项中生成AlCl3共价化合物，D项中生成K2S 离子化合物，故选D。2.下列各式是用电子式表示的对应物质形成的过程，其中正确的是()解析：选B。A项，KBr为离子晶体，电子式写错。C项，H2O为共价化合物，电子式写错。D项，CaCl2中两个Cl-应写在Ca2的两边。3.下列关于晶格能的说法中正确的是()A.晶格能指形成1 mol离子键所放出的能量B.晶格能指破坏1 mo
5、l离子键所吸收的能量C.晶格能指1 mol离子化合物中的阴、阳离子由相互远离的气态离子结合成离子晶体时所放出的能量D.晶格能的大小与晶体的熔点、硬度都无关解析：选C。晶格能指1 mol离子化合物中阴、阳离子由相互远离的气态离子结合成离子晶体时放出的能量。4.下列性质中，可以证明某化合物内一定存在离子键的是()A.可溶于水B.具有较高的熔点C.水溶液能导电D.熔融状态能导电解析：选D。某些共价化合物也是可以溶于水的，如HCl、H2SO4等，而有些离子化合物是难溶于水的，如BaCO3、Cu(OH)2等，所以A项错误；通常共价化合物具有较低的熔点，而离子化合物具有较高的熔点，但共价化合物AlCl3的
6、熔点较高，离子化合物（NH4）2CO3的熔点较低，所以B项错误；共价化合物HCl溶于水形成能导电的溶液，所以C项错误；共价化合物不含离子，以分子形式存在，在熔融状态下也不会电离出离子，所以不能导电，而离子化合物可以电离出离子，所以D项正确。要点突破讲练互动 探究导引1 从原子结构的角度说明氯化钠中离子键的形成过程。提示：钠原子的电子排布式为：1s22s22p63s1，易失去最外层的一个电子，达到氖原子的电子排布，离子键的形成 形成稳定的钠离子(Na：1s22s22p6)；氯原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p5，易得到一个电子，达到氩原子的电子排布，形成稳定的氯离子(Cl：1s22
7、s22p63s23p6)；然后钠离子(阳离子)和氯离子(阴离子)间以离子键相结合形成氯化钠晶体。探究导引2 离子键的形成过程中，只表现为阴、阳离子间的静电吸引作用吗？提示：不是。离子键的实质是静电作用，阴、阳离子之间的静电引力使阴、阳离子相互吸引，阴离子的核外电子与阳离子的核外电子之间、阴离子的原子核与阳离子的原子核之间的静电斥力使阴、阳离子相互排斥，当阴、阳离子间的静电引力和静电斥力达到平衡时，阴、阳离子保持一定的平衡核间距，形成稳定的离子键，整个体系达到能量最低状态。要点归纳常见的离子化合物1.活泼的金属元素(A、A)和活泼的非金属元素(A、A)形成的化合物。2.活泼的金属元素和酸根离子(
8、或氢氧根离子)形成的化合物。3.铵根离子和酸根离子(或活泼非金属元素离子)形成的盐。即时应用1.下列叙述正确的是()A离子键有饱和性和方向性 B离子化合物只含有离子键 C有些离子化合物既含有离子键又含有共价键 D离子化合物中一定含有金属元素 解析：选C。一种离子对带异种电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关，所以离子键无方向性，一种离子可以尽可能多地吸引带异种电荷的离子，所以离子键无饱和性；离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键，如NaOH；离子化合物中不一定含有金属元素，如NH4Cl。离子晶体 探究导引1 为什么不同的阴、阳离子结合成晶体时会形成配位数不同的空间构型呢？提示：因为在某种结构
9、下该离子化合物的晶体最稳定，体系的能量最低。一般决定离子晶体构型的主要因素有阴、阳离子的半径比的大小和离子的电子层构型等。探究导引2“NaCl”表示氯化钠的分子吗？一个NaCl晶胞中，含有Na、Cl各多少？每个Na周围有几个Cl？每个Na周围有几个Na？提示：NaCl晶体中不存在单个的NaCl分子，每个Na周围同时吸引着6个Cl，每个Cl周围也同时吸引着6个Na。在每个 Na周围最近且等距离的 Na有 12 个(同层 4 个，上层 4 个，下层 4 个)，在每个 Cl周围最近且等距离的 Cl亦有 12 个。在 NaCl晶体的最小结构单元(一个晶胞)中，含 Cl：112144；含 Na：8186
10、124。故Na与Cl个数比为4411。所以，化学式NaCl是表示该离子晶体中离子的个数比。只有在蒸气状态时，才有单个的氯化钠分子。要点归纳常见的AB型离子晶体有NaCl型、CsCl型、ZnS型等多种类型。晶体类型 NaCl型 CsCl型 ZnS型 晶胞 Cl大球Na小球 Cl大球Cs小球 Zn2大球S2小球 晶体类型 NaCl型 CsCl型 ZnS型 符合类型 Li、Na、K和Rb的卤化物，AgF、MgO等 CsBr、CsI、NH4Cl等 BeO、BeS等 配位数 6、6 8、8 4、4 即时应用2.一种离子晶体的晶胞结构如图所示。其中阳离子A用 表示，阴离子B用 表示。(1)每个晶胞中含A的
11、数目为_个，含B的数目为_个。(2)若A的核外电子排布与Ar的相同，B的核外电子排布与Ne的相同，则该离子化合物的化学式为_。(3)该离子晶体中阳离子的配位数为_，阴离子的配位数为_。解析：(1)A 在顶点与面心，属于该晶胞数目：8186124，B 在体内，共有 8 个。(2)个数比为 12，A2B12，所以 ACa、BF。(3)每个顶点上的 A 与 8 个晶胞中的 8 个 B 配位，1 个 B 与 1 个顶点、3 个面心的 A 配位。答案：(1)4 8(2)CaF2(3)8 4 题型探究技法归纳 晶胞的分析例1某离子晶体的晶胞结构如图所示。试求：(1)晶体中每一个Y同时吸引着_个X，每个X同
12、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_。【思路点拨】离子晶体的化学式可由晶胞中粒子中的连接情况分析可得。【解析】(1)观察图形，Y位于晶胞立方体内，与Y成键的X全部在图中显示，每个Y吸引4个X。X位于晶胞立方体的8个顶点和6个面心，假如以顶点X计算它吸引的Y数，很清楚看到，每个顶点X在本晶胞内只与1个Y吸引，因为顶点X是8个晶胞的共同顶点，每个晶胞应与本晶胞相同，有1个Y与这个顶点X相吸引，所以每个X同时吸引的Y是8个。X、Y的配位数之比为84，所以化学式应为XY2或Y2X。(2
13、)跟1个X紧邻的其它X数目有12个。观察时可以一个顶点X为准，它同时处于互为垂直关系的三个平面上，每个平面上有4个X与它紧邻，故共有12个。(3)图中可看出来，每个Y向四周伸出4个化学键，其形与CH4的四个键是相同的，键的夹角为109.5。如果要证明得更详细些，我们可以通过晶胞中心，把晶胞再“切”上互相垂直的“三刀”，使晶胞成为8个小立方体。这时8个Y正位于8个小立方体的中心，而X位于小立方体互为对角关系的4个顶点上。这4个X构成一个正四面体，Y恰好在正四面体的体心，角XYX为109.5。【答案】(1)4 8 XY2(或Y2X)(2)12(3)109.5【规律方法】原子X的周围有a个Y，Y原子周围有b个X，则化学式为XbYa。晶格能的大小比较例2NaF、NaI、MgO均为离子化合物，根据下列数据，这三种化合物的熔点高低顺序是()物质 NaF NaI MgO 离子电荷数 1 1 2 键长/1010 m 2.31 3.18 2.10 A.B C.D【思路点拨】离子晶体的熔点高低，取决于晶格能的大小。而晶格能的大小与离子电荷数以及粒子半径有关。【解析】离子晶体的熔点与离子键强弱有关，而离子键的强弱可借助物理学公式：FkQ1Q2r2判断，即由离子电荷数多少和离子半径大小进行判断。离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，晶体的熔点越高。故此可判断答案为 B。【答案】B【规律方法】