人教化学选修3第三章第四节-离子晶体(共38张)课件.ppt

1、第一课时第一课时复习：三种晶体结构与性质的比较复习：三种晶体结构与性质的比较晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体金属晶体金属晶体概念概念作用力作用力构成微粒构成微粒物物理理性性质质熔沸点熔沸点硬度硬度导电性导电性 实例实例 相邻原子之间以共价相邻原子之间以共价键相结合而成具有空键相结合而成具有空间网状结构的晶体间网状结构的晶体分子间以范德分子间以范德华力相结合而华力相结合而成的晶体成的晶体通过金属键通过金属键形成的晶体形成的晶体共价键共价键范德华力范德华力金属键金属键原子原子分子分子金属阳离子金属阳离子和自由电子和自由电子很高很高很低很低差别较大差别较大差别较大差别较大很大很大很小

2、很小无无(硅为半导体硅为半导体)无无导体导体金刚石、二氧化硅、金刚石、二氧化硅、晶体硅、碳化硅晶体硅、碳化硅I2、干冰、干冰、冰等冰等Au、Fe、Cu、钢铁等、钢铁等物质物质铜铜干冰干冰金刚石金刚石氯化钠氯化钠晶体晶体类型类型金属金属晶体晶体分子分子晶体晶体原子原子晶体晶体思考并讨论：思考并讨论：氯化钠晶体的构成微粒是什么氯化钠晶体的构成微粒是什么?构成晶体的微粒间的相互作用力是什构成晶体的微粒间的相互作用力是什么？它是哪种晶体类型么？它是哪种晶体类型?2Na+Cl2=2NaCl +11+17+17+11Na+Cl-NaClCl-Na+1、定义：、定义：2、结构特点：、结构特点：(1)成键粒子

3、：成键粒子：(2)相互作用力：相互作用力：u常见的离子晶体：常见的离子晶体：强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。NaClNaCl晶体晶体NaNa+ClCl-由阳离子和阴离子通过离由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。子键结合而成的晶体。阴、阳离子阴、阳离子离子键离子键一、离子晶体一、离子晶体u有无单个分子存在有无单个分子存在?无单个分子存在无单个分子存在;NaCl不表示分子式。不表示分子式。氯化钠晶体氯化钠晶体钠离子和氯离子在晶胞中的位置：钠离子和氯离子在晶胞中的位置：3 3、几种常见的离子晶体的晶胞结构：、几种常见的离子晶体的晶胞结构：(1)(1)氯化

4、钠型晶胞氯化钠型晶胞氯离子：体心和棱中点氯离子：体心和棱中点;钠离子：面心和顶点钠离子：面心和顶点.NaNa+ClCl-或者反之或者反之;交错排列交错排列 每个每个NaClNaCl晶胞含晶胞含NaNa+、ClCl-的个数的个数?NaNa+ClCl-与与NaNa+等距离且最近的等距离且最近的ClCl-有几个？有几个？与与ClCl-等距离且最近的等距离且最近的Na+Na+有几个？有几个？与与NaNa+等距离且最近的等距离且最近的NaNa+有几个？有几个？与与ClCl-等距离且最近的等距离且最近的ClCl-有几个？有几个？123456NaClNaCl晶体中阴、阳离子的配位数晶体中阴、阳离子的配位数N

5、aNa+的配位数为：的配位数为：ClCl-的配位数为：的配位数为：66 在离子晶体中离子的配位数在离子晶体中离子的配位数(缩写为缩写为C.N.)是是指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。（2 2）CsClCsCl晶胞晶胞铯离子和氯离子的位置？铯离子和氯离子的位置？铯离子：铯离子：氯离子：氯离子：每个晶胞含铯离子、氯离每个晶胞含铯离子、氯离子的个数？子的个数？铯铯离子：离子：氯离子：氯离子：或者反之或者反之1个；个；1个。个。体心体心顶点顶点ClCl-CsCs+-Cs+-Cl-CsClCsCl的晶体结构及晶胞构示的晶体结构及晶胞构示意图意图CsCs+的配

6、位数为：的配位数为：ClCl-的配位数为：的配位数为：88离子离子晶体晶体阴离子的阴离子的配位数配位数阳离子的阳离子的配位数配位数阴阳离子配阴阳离子配位数的比值位数的比值NaClCsCl661:1881:1科学探究科学探究1：P79科学探究科学探究2：结论结论：晶体中正负离子的的半径比晶体中正负离子的的半径比(r+/r-)是决定离子晶体结构的重要因素,简称几何因素。一般决定配位数的多少一般决定配位数的多少:正负离子的半径比越正负离子的半径比越大大,配位数越多配位数越多.NaCl、CsCl阴阳离子配位数的比值都是阴阳离子配位数的比值都是1:1关系关系,原因是什么呢原因是什么呢?是否所有的离子晶体

7、的阴是否所有的离子晶体的阴阳离子配位数的比值都是阳离子配位数的比值都是1:1关系呢关系呢?请阅读请阅读P79,影响离子晶体中离子配位数的因素还有哪些影响离子晶体中离子配位数的因素还有哪些?NaClNaCl、CsClCsCl都是同一主族的氯化物都是同一主族的氯化物,且都是且都是ABAB型，为什么它们的配位数型，为什么它们的配位数却不相同呢却不相同呢(NaClNaCl的是的是6,6,CsClCsCl的是的是8)?8)?科学探究：科学探究：你认为是什么因素决定了离子晶体中离子你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数？根据表的配位数？根据表3535、表、表3636分析影响分析影响离子晶体中离子配位

8、数的因素。离子晶体中离子配位数的因素。配位数配位数4 46 68 8半径比半径比0.20.2 0.40.40.40.4 0.70.70.70.7 1.01.0空间构型空间构型ZnSZnSNaClNaClCsClCsCl5 5、决定离子晶体结构的因素、决定离子晶体结构的因素（1）几何因素几何因素 （2）电荷因素电荷因素 晶体中正负离子的半径比晶体中正负离子的半径比.晶体中正负离子的电荷比晶体中正负离子的电荷比.一般决定配位数的多少一般决定配位数的多少:正负离子的半正负离子的半径比越大径比越大,配位数越多配位数越多.正负离子电荷比正负离子电荷比=正负离子的配位数比正负离子的配位数比 =正负离子的数

9、目反比正负离子的数目反比CaFCaF2 2型晶胞型晶胞Ca2+的配位数：的配位数：8F-的配位数：的配位数：4一个一个CaFCaF2 2晶胞含：晶胞含：4 4个个CaCa2+2+和和8 8个个F F-Ca2+形成一个面心立方，氟离子填充四面体空隙形成一个面心立方，氟离子填充四面体空隙Ca2+周围的周围的Ca2+有有12个个F-周围的周围的F-有有6个个5 5、决定离子晶体结构的因素、决定离子晶体结构的因素（1）几何因素几何因素 （2）电荷因素电荷因素 （3）键性因素）键性因素晶体中正负离子的半径比晶体中正负离子的半径比.晶体中正负离子的电荷比晶体中正负离子的电荷比.离子键的纯粹因素离子键的纯粹

10、因素一般决定配位数的多少一般决定配位数的多少:正负离子的半正负离子的半径比越大径比越大,配位数越多配位数越多.正负离子电荷比正负离子电荷比=正负离子的配位数比正负离子的配位数比 =正负离子的数目反比正负离子的数目反比ZnSZnS型晶胞型晶胞阳离子的配位数：阳离子的配位数：阴离子的配位数：阴离子的配位数：一个一个ZnS晶胞中含：晶胞中含：444个阳离子和个阳离子和4个阴离子个阴离子各类型离子晶体晶胞的比较各类型离子晶体晶胞的比较晶体晶体类型类型晶胞晶胞类型类型晶胞结构晶胞结构示意图示意图配位数配位数距离最近距离最近且相等的且相等的相反离子相反离子每个晶每个晶胞含有胞含有离子数离子数实例实例NaC

11、l型型 ABCsCl型型ZnS型型AB2 2CaF2 2型型NaNa+：6ClCl-：6CsCs+：ClCl-：8 88 8ZnZn2+2+：S S2-2-：4 44 4CaCa2+2+：F F-：4 48 8NaNa+：ClCl-：CsCs+：ClCl-：ZnZn2+2+：S S2-2-：CaCa2+2+：F F-：NaNa+：ClCl-：CsCs+：ClCl-：ZnZn2+2+：S S2-2-：CaCa2+2+：F F-：668 88 84 44 44 48 8441 11 14 44 48 84 4KBr AgCl、MgO、CaS、BaSeZnS、AgI、BeOCsCl、CsBr、CsI

12、、TlCl碱土金属卤化碱土金属卤化物、碱金属氧物、碱金属氧化物。化物。(2)硬度硬度 。3、离子晶体物理性质的特点、离子晶体物理性质的特点：(1)熔沸点熔沸点 ,难挥发难压缩。难挥发难压缩。较高较高较大较大(3)水溶性水溶性(4)导电性导电性 阅读课本阅读课本P79最后一段最后一段(即即科学视野之前的一段科学视野之前的一段),结合结合氯氯化钠晶体的结构化钠晶体的结构,你认为离子你认为离子晶体物理性质有何特点晶体物理性质有何特点?离子电荷越多离子电荷越多,核间距离越小核间距离越小,熔沸点升高。熔沸点升高。一般易溶于水一般易溶于水,而难溶于非极性溶剂。而难溶于非极性溶剂。固态不导电固态不导电,水溶

13、液或者熔融状态下能导电。水溶液或者熔融状态下能导电。碳酸盐热分解的实质是什么？碳酸盐热分解的实质是什么？碳酸盐在一定温度下发生分解的规律？碳酸盐在一定温度下发生分解的规律？组成碳酸盐中阳离子的金属的金属组成碳酸盐中阳离子的金属的金属性越弱，金属阳离子的半径越小，碳酸性越弱，金属阳离子的半径越小，碳酸盐的热稳定性越差，反之越好。盐的热稳定性越差，反之越好。科学视野科学视野含复杂离子的离子晶体含复杂离子的离子晶体1、下列各指定微粒的数目之比不是、下列各指定微粒的数目之比不是1:1的是的是 A、Na2O2晶体中的阴离子和阳离子晶体中的阴离子和阳离子 B、NaHCO3晶体中的钠离子和碳酸氢根离子晶体中

14、的钠离子和碳酸氢根离子 C、离子中的质子和中子离子中的质子和中子 D、NH4Cl溶液中铵根离子和氯离子溶液中铵根离子和氯离子2、CaF2 晶体中正离子的配位数晶体中正离子的配位数8,负离子的配负离子的配位数为位数为 。TiO2晶体中正离子的配位数为晶体中正离子的配位数为6，负离子的配，负离子的配位数为多少？位数为多少？ZnS晶体中负离子的配位数是晶体中负离子的配位数是4,正离子正离子的配位的配位数为多少？数为多少？43422412MgADAD3、如图所示，在氯化钠晶体中，与、如图所示，在氯化钠晶体中，与 每个每个Na+等距离且最近的几个等距离且最近的几个Cl-所围所围 成的空间几何构型（成的空

15、间几何构型（）A、十二面体、十二面体 B、正八面体、正八面体 C、正六面体、正六面体 D、正四面体、正四面体B 如右下图所示是如右下图所示是NaCl晶胞结构示意图，晶胞结构示意图，(1)与某个与某个Na+离子距离子距离最近的离最近的Na+离子共有离子共有 个，个，(2)这些这些Na+离子中心离子中心围成的空间几何图形是围成的空间几何图形是_。1212十四面体十四面体(3)若已知若已知NaCl的摩尔质量为的摩尔质量为 M g/mol晶胞的边长为晶胞的边长为a cm，设阿伏加德常数为设阿伏加德常数为NA，则，则NaCl晶体的密度为晶体的密度为:g/cm3 。与与Na+最近的最近的Na+的的个数及围

16、成的几何图形个数及围成的几何图形 离子晶体离子晶体构成微粒构成微粒微粒间作用及强弱微粒间作用及强弱熔、沸点熔、沸点硬硬 度度水溶性水溶性导导电电性性固体固体熔融熔融水溶液水溶液阴、阳离子阴、阳离子离子键离子键 较高较高 较大、脆较大、脆 不导电不导电 导电导电 较强较强有些溶于水，有些难溶于水有些溶于水，有些难溶于水哪些物质属于离子晶体？强碱、部分金属氧化物、部分盐类。二、二、晶格晶格能能 定义：气态离子形成定义：气态离子形成1 1摩离子晶体时释放的能量。摩离子晶体时释放的能量。影响晶格能大小的因素：影响晶格能大小的因素：与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比 与阴、

17、阳离子间的距离成反比。与阴、阳离子间的距离成反比。简言之简言之,晶格能的大小晶格能的大小与离子带电量成正比与离子带电量成正比,与离子半径成反比与离子半径成反比.晶格能越大（离子键越强）晶格能越大（离子键越强）：形成的离子晶体越稳定；形成的离子晶体越稳定；熔点越高；熔点越高；硬度越大。硬度越大。rqq21晶格能某些离子晶体的晶格能某些离子晶体的晶格能F-Cl-Br-I-Li+Na+K+Rb+Cs+1036923821785740853786715689659807747682660631757704649630604卤化钠及碱土金属离子晶体卤化钠及碱土金属离子晶体【总结归纳总结归纳】物质的熔点与

18、晶体类型的关系物质的熔点与晶体类型的关系1、若晶体类型不同，一般情况下：、若晶体类型不同，一般情况下：原子晶体离子晶体分子晶体原子晶体离子晶体分子晶体。2、若晶体类型相同，则有：、若晶体类型相同，则有：离子晶体中离子晶体中，结构相似时，结构相似时，离子半径越小，离子电荷离子半径越小，离子电荷越高越高，晶格能越大，离子键就越强，熔点就越高。，晶格能越大，离子键就越强，熔点就越高。原子晶体中原子晶体中，结构相似时，结构相似时，原子半径越小，共价键键原子半径越小，共价键键长越短，长越短，键能越大，熔点越高。键能越大，熔点越高。分子晶体中（不含氢键时），分子晶体中（不含氢键时），分子组成和结构相似时，

19、分子组成和结构相似时，相对分子质量越大相对分子质量越大，范德华力就越强，熔点就越高。，范德华力就越强，熔点就越高。金属晶体中，离子半径越小，离子电荷越高，金属晶体中，离子半径越小，离子电荷越高，金属键金属键就越强，熔点就越高。合金的熔点比它的各成分金属的就越强，熔点就越高。合金的熔点比它的各成分金属的熔点低。熔点低。练习 1、下表列出了有关晶体的知识，其中错误的是（）、下表列出了有关晶体的知识，其中错误的是（）2、下列物质的晶体，按其熔点由低到高的排列顺序正确的、下列物质的晶体，按其熔点由低到高的排列顺序正确的是（）是（）ANC、SO2、CO2BNC、CO2、SO2CNC、MO、SO2DNC、

20、SO2、MO 3、用离子的电荷和半径解释下列离子晶体熔点高低的顺序。、用离子的电荷和半径解释下列离子晶体熔点高低的顺序。（1）MOKC（2）MOSS（3）NFNCNBABCD晶体晶体硫化钾硫化钾干冰干冰金刚石金刚石碘碘组成晶体的微粒组成晶体的微粒阴阳离子阴阳离子分子分子原子原子分子分子晶体微粒间存在的晶体微粒间存在的作用力作用力离子键离子键共价键共价键共价键共价键范德华力范德华力BC随堂练习随堂练习:1、下列叙述错误的是（、下列叙述错误的是（）A、带相反电荷离子之间的相互吸引、带相反电荷离子之间的相互吸引 称为离子键称为离子键 B、金属元素与非金属元素化合时，、金属元素与非金属元素化合时，不一

21、定形成离子键不一定形成离子键 C、某元素的原子最外层只有、某元素的原子最外层只有1个电个电 子子,它跟卤素相互结合时所形成的它跟卤素相互结合时所形成的 化学键不一定是离子键化学键不一定是离子键 D、非金属原子间不可能形成离子键、非金属原子间不可能形成离子键AD4、下列性质适合于离子晶体的是（、下列性质适合于离子晶体的是（）A、熔点、熔点1070，易溶于水，水溶液能导电，易溶于水，水溶液能导电 B、熔点、熔点10.31，液态不导电，水溶液导电，液态不导电，水溶液导电 C、能溶于、能溶于CS2，熔点，熔点112.8，沸点，沸点444.6 D、熔点、熔点97.81，质软，导电，密度，质软，导电，密度

22、0.97g/cm3 A A4、下列含有极性键的离子晶体是醋酸钠 氢氧化钾 金刚石 乙醇 氯化钙A、B、C、D、5、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1 23 45 68 78 中学教材上图示的中学教材上图示的NaClNaCl晶体结构，它向三维空间延伸晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。得到完美晶体。NiONiO晶体结构与晶体结构与NaClNaCl相同，相同，NiNi2 2与邻近与邻近的的O O2-2-核间距为核间距为a a1010-8-8，计算计算NiONiO晶体密

23、度（已知晶体密度（已知NiONiO摩尔质量为摩尔质量为74.7gmol74.7gmol-1-1)解：解：在该晶体中最小正方体中所含的在该晶体中最小正方体中所含的NiNi2+2+、O O2 2个数均为个数均为:即晶体中每个小正方体中平均含有即晶体中每个小正方体中平均含有1/21/2个个NiONiO.其质量为其质量为:而此小正方体体积为而此小正方体体积为(a(a1010-8-8)3 3故故NiONiO晶体密度为：晶体密度为：课 堂 练 习 题74.7g6.02102312（个）（个）124 18=74.7g6.02102312(a10-8)3g.-362.0a3=变式变式 (1)(1)NiONiO

24、晶体结构与晶体结构与NaClNaCl相同，设相同，设NiONiO的摩尔质的摩尔质量量M g/mol,M g/mol,密度为密度为g/mLg/mL,阿伏加德罗常数为阿伏加德罗常数为N NA A,求晶求晶胞中两个距离最近的氧离胞中两个距离最近的氧离子中心间的距离为多少子中心间的距离为多少cm?cm?(2)(2)天然的和大部分人工制备的天然的和大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在晶体都存在各种缺陷，例如在某种某种NiONiO晶体中就存在以下缺陷：晶体中就存在以下缺陷：一个一个NiNi2+2+空缺，另有两个空缺，另有两个NiNi2+2+被被两个两个NiNi3+3+所所取代。其结果晶体仍取代。其结

25、果晶体仍呈电中性，但化合物中呈电中性，但化合物中NiNi和和O O的的比值却发生了变化。某氧化镍比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为样品组成为NiNi0.970.97O,O,试计算该晶试计算该晶体中体中NiNi3+3+与与NiNi2+2+的的离子数之比。离子数之比。参考答案：参考答案：NiNi3+3+：NiNi2+2+6 6：91912、下列有关离子化合物的说法正确的是、下列有关离子化合物的说法正确的是()A、离子化合物中一定含有金属元素，含金、离子化合物中一定含有金属元素，含金 属元素的化合物一定是离子化合物属元素的化合物一定是离子化合物 B、离子键只存在于离子化合物中，离子化、离子键只存在于离子化合物中，离子化 合物中一定含有离子键合物中一定含有离子键 C、离子化合物中不可能含有共价键、离子化合物中不可能含有共价键 D、离子化合物受热熔化破坏化学键，吸收、离子化合物受热熔化破坏化学键，吸收 热量，属于化学变化热量，属于化学变化3、离子晶体不可能具有的性质是（、离子晶体不可能具有的性质是（）A、较高的熔、沸点、较高的熔、沸点 B、良好的导电性、良好的导电性 C、溶于极性溶剂、溶于极性溶剂 D、坚硬而易粉碎、坚硬而易粉碎B BB B