1、第四节离 子 晶 体一、离子晶体一、离子晶体1.1.概念概念: :由由_和和_通过通过_结合而成的晶体。结合而成的晶体。2.2.结构特点结构特点: :(1)(1)构成微粒构成微粒:_:_和和_。(2)(2)微粒间的作用力微粒间的作用力:_:_。3.3.决定晶体结构的因素决定晶体结构的因素: :(1)(1)几何因素几何因素: :晶体中正、负离子的晶体中正、负离子的_。(2)(2)电荷因素电荷因素: :晶体中正、负离子的晶体中正、负离子的_。(3)(3)键性因素键性因素:_:_的纯粹程度。的纯粹程度。阳离子阳离子阴离子阴离子离子键离子键阳离子阳离子阴离子阴离子离子键离子键半径比半径比(r(r+ +
2、/r/r- -) )电荷比电荷比离子键离子键4.4.常见离子晶体的结构类型常见离子晶体的结构类型: :晶体类型晶体类型NaClNaClCsClCsClCaFCaF2 2晶胞晶胞 阳离子的阳离子的配位数配位数_阴离子的阴离子的配位数配位数_6 68 88 86 68 84 45.5.物理性质物理性质: :(1)(1)硬度较大硬度较大, ,难于压缩。难于压缩。(2)(2)熔点和沸点熔点和沸点_。(3)(3)固体不导电固体不导电, ,但在但在_时能导电。时能导电。较高较高熔融状态或水溶液熔融状态或水溶液【自主探索【自主探索】(1)(1)离子晶体中除含有离子键外离子晶体中除含有离子键外, ,是否含有共
3、价键是否含有共价键? ?提示提示: :离子晶体一定含有离子键离子晶体一定含有离子键, ,有可能含有共价键有可能含有共价键, ,如如NaNa2 2O O2 2、NaOHNaOH中均含离子中均含离子键和共价键。键和共价键。(2)(2)离子晶体的熔点一定低于原子晶体吗离子晶体的熔点一定低于原子晶体吗? ?提示提示: :不一定。离子晶体的熔点不一定低于原子晶体不一定。离子晶体的熔点不一定低于原子晶体, ,如如MgOMgO为离子晶体为离子晶体,SiO,SiO2 2是是原子晶体原子晶体,MgO,MgO的熔点高于的熔点高于SiOSiO2 2的熔点。的熔点。(3)(3)在下列物质中在下列物质中:NaCl:Na
4、Cl、NaOHNaOH、NaNa2 2S S、H H2 2O O2 2、NaNa2 2S S2 2、(NH(NH4 4) )2 2S S、COCO2 2、CClCCl4 4、C C2 2H H2 2、SiOSiO2 2、SiCSiC、晶体硅、金刚石、晶体氩。、晶体硅、金刚石、晶体氩。其中只含有离子键的离子晶体是其中只含有离子键的离子晶体是_。其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是_。NaClNaCl、NaNa2 2S SNaOHNaOH、(NH(NH4 4) )2 2S S二、晶格能二、晶格能1.1.概念概念: :气态离子形成气态离子形成1 1
5、摩尔离子晶体释放的能量摩尔离子晶体释放的能量, ,通常取正值通常取正值, ,单位为单位为_。2.2.影响因素影响因素: :(1)(1)离子所带电荷数离子所带电荷数: :离子所带电荷数越多离子所带电荷数越多, ,晶格能越晶格能越_。(2)(2)离子的半径离子的半径: :离子的半径越离子的半径越_,_,晶格能越大。晶格能越大。3.3.与离子晶体性质的关系与离子晶体性质的关系: :晶格能越大晶格能越大, ,形成的离子晶体越形成的离子晶体越_,_,且熔点越且熔点越_,_,硬度越硬度越_。kJkJmolmol-1-1大大小小稳定稳定高高大大知识点一离子晶体的结构知识点一离子晶体的结构1.1.离子晶体的结
6、构特点离子晶体的结构特点: :(1)(1)离子晶体是由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。离子晶体是由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。(2)(2)离子晶体微粒之间的作用力是离子键。由于静电作用没有方向性离子晶体微粒之间的作用力是离子键。由于静电作用没有方向性, ,故离子键故离子键没有方向性。只要条件允许没有方向性。只要条件允许, ,阳离子周围可以尽可能多地吸引阴离子阳离子周围可以尽可能多地吸引阴离子, ,同样同样, ,阴阴离子周围可以尽可能多地吸引阳离子离子周围可以尽可能多地吸引阳离子, ,故离子键也没有饱和性。根据静电作用故离子键也没有饱和性。根据静电作用大小的影响因素可知大小的
7、影响因素可知, ,在离子晶体中阴、阳离子半径越小在离子晶体中阴、阳离子半径越小, ,所带电荷数越多所带电荷数越多, ,离离子键越强。子键越强。(3)(3)离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比, ,而不是表示其分子组而不是表示其分子组成。成。2.2.常见离子晶体的晶胞结构常见离子晶体的晶胞结构: :晶体晶体晶胞晶胞晶胞详解晶胞详解NaClNaCl 在在NaClNaCl晶体中晶体中, Na, Na+ +的配位数为的配位数为6,Cl6,Cl- -的配位数为的配位数为6 6与与NaNa+ + (Cl (Cl- -) )等距离且最近的等距离且最近的
8、NaNa+ +(Cl(Cl- -) )有有1212个个每个晶胞中有每个晶胞中有4 4个个NaNa+ +和和4 4个个ClCl- -每个每个ClCl- -周围的周围的NaNa+ +构成正八面体图形构成正八面体图形CsClCsCl 在在CsClCsCl晶体中晶体中, Cs, Cs+ +的配位数为的配位数为8,Cl8,Cl- -的配位数为的配位数为8 8每个每个CsCs+ +与与6 6个个CsCs+ +等距离相邻等距离相邻, ,每个每个CsCs+ +与与8 8个个ClCl- -等距离相邻等距离相邻CaFCaF2 2 在在CaFCaF2 2晶体中晶体中,Ca,Ca2+2+的配位数为的配位数为8,F8,
9、F- -的配位数为的配位数为4 4每个晶胞中含有每个晶胞中含有4 4个个CaCa2+2+和和8 8个个F F- -【易错提醒【易错提醒】离子晶体的组成认识误区离子晶体的组成认识误区1.1.离子晶体中不一定都含有金属元素离子晶体中不一定都含有金属元素, ,如如NHNH4 4ClCl是离子晶体。是离子晶体。2.2.离子晶体中除离子键外不一定不含其他化学键离子晶体中除离子键外不一定不含其他化学键, ,如如NaOHNaOH晶体中还含有极性共晶体中还含有极性共价键价键,Na,Na2 2O O2 2晶体中还含有非极性共价键。晶体中还含有非极性共价键。3.3.由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体
10、由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体, ,如如AlClAlCl3 3是由金属元是由金属元素素AlAl和非金属元素和非金属元素ClCl组成的分子晶体。组成的分子晶体。4.4.含有金属离子的晶体不一定是离子晶体含有金属离子的晶体不一定是离子晶体, ,如金属晶体中含有金属阳离子。如金属晶体中含有金属阳离子。【合作探究【合作探究】(1)(1)(思维升华思维升华) )离子晶体是否全由金属元素与非金属元素组成离子晶体是否全由金属元素与非金属元素组成? ?提示提示: :不一定。如不一定。如NHNH4 4HCOHCO3 3固体是离子晶体但不含金属元素。固体是离子晶体但不含金属元素。(2)(2)(思
11、维升华思维升华) )如图所示是从如图所示是从NaClNaCl或或CsClCsCl的晶体结构中分割出来的部分结构图的晶体结构中分割出来的部分结构图, ,其中属于从其中属于从NaClNaCl晶体中分割出来的结构图是晶体中分割出来的结构图是_。( (证据推理与模型认证据推理与模型认知知)提示提示: :图图和图和图。NaClNaCl晶体中晶体中, ,每个每个NaNa+ +周围最邻近的周围最邻近的ClCl- -有有6 6个个, ,构成正八面体构成正八面体, ,同理同理, ,每个每个ClCl- -周围最邻近的周围最邻近的6 6个个NaNa+ +也构成正八面体也构成正八面体, ,由此可知图由此可知图和和是从
12、是从NaClNaCl晶体中分割出来的结构图。晶体中分割出来的结构图。【典例示范【典例示范】【典例【典例】如图所示如图所示, ,直线交点处的圆圈为直线交点处的圆圈为NaClNaCl晶体中晶体中NaNa+ +或或ClCl- -所处的位置。这两所处的位置。这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。(1)(1)将其中代表将其中代表ClCl- -的圆圈涂黑的圆圈涂黑( (不必考虑体积大小不必考虑体积大小),),以完成以完成NaClNaCl晶体结构示意图。晶体结构示意图。(2)(2)晶体中晶体中, ,在每个在每个NaNa+ +周围与它最近且距离
13、相等的周围与它最近且距离相等的NaNa+ +共有共有_个。个。(3)(3)晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞。在晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞。在NaClNaCl晶胞中晶胞中, ,正六面体的顶点上、正六面体的顶点上、面上、棱上的面上、棱上的NaNa+ +或或ClCl- -为该晶胞与其相邻的晶胞所共有为该晶胞与其相邻的晶胞所共有, ,一个晶胞中一个晶胞中ClCl- -的个数的个数等于等于_,_,即即( (计算式计算式)_;Na)_;Na+ +的个数等于的个数等于_,_,即即( (填计填计算式算式)_)_。(4)(4)设设NaClNaCl的摩尔质量为的摩尔质量为M gM gmolmol-1-1,N
14、aCl,NaCl晶体的密度为晶体的密度为 g gcmcm-3-3, ,阿伏加德罗阿伏加德罗常数为常数为N NA A。NaClNaCl晶体中两个钠离子间的最近距离为晶体中两个钠离子间的最近距离为_cm_cm。【解题指南【解题指南】解答本题时注意以下解答本题时注意以下3 3点点: :(1)(1)利用均摊法计算各晶胞中的微粒个数。利用均摊法计算各晶胞中的微粒个数。(2)(2)在离子晶体中阴阳离子间隔出现。在离子晶体中阴阳离子间隔出现。(3)(3)根据密度的公式进行晶胞的相关计算。根据密度的公式进行晶胞的相关计算。【解析【解析】(2)(2)从体心的从体心的NaNa+ +看看, ,与它最近且距离相等的与
15、它最近且距离相等的NaNa+ +共有共有1212个。个。(3)(3)根据离子晶体的晶胞中阴、阳离子个数的求算方法可知根据离子晶体的晶胞中阴、阳离子个数的求算方法可知,NaCl,NaCl晶胞中晶胞中, ,含含ClCl- -:8:8 +6 +6 =4( =4(个个),),含含NaNa+ +:12:12 +1=4( +1=4(个个) )。(4)(4)设设ClCl- -与与NaNa+ +的最近距离为的最近距离为a cm,a cm,则两个最近的则两个最近的NaNa+ +间的距离为间的距离为 a cm,a cm,又又 N NA A=M,=M,即即a= ,a= ,所以所以NaNa+ +间的最近距离为间的最近
16、距离为 cm cm。18141223aa43AM2 N23AM2 N答案答案: :(1)(1)如图所示如图所示 (2)12(2)12(3)4(3)48 8 +6 +6 =4 =44 41212 +1=4 +1=4(4) (4) 18141223AM2 N【母题追问【母题追问】(1)(1)在氯化钠晶体中在氯化钠晶体中NaNa+ +周围最近的周围最近的ClCl- -有几个有几个? ?构成什么几何构型构成什么几何构型? ?提示提示: :6 6个个, ,构成正八面体。构成正八面体。(2)(2)设设NaClNaCl的摩尔质量为的摩尔质量为M gM gmolmol-1-1, ,晶胞中最近的晶胞中最近的Na
17、Na+ +和和ClCl- -间的距离为间的距离为a,a,计算计算NaClNaCl晶体的密度。晶体的密度。提示提示: := = 33AAMMN2Na2a4。【素养训练【素养训练】1.(20201.(2020宜昌高二检测宜昌高二检测) )有一种蓝色晶体有一种蓝色晶体 可表示为可表示为M Mx xFeFey y(CN)(CN)6 6,经经X-X-射线研究射线研究发现发现, ,它的结构特征是它的结构特征是FeFe3+3+和和FeFe2+2+互相占据立方体互不相邻的顶点互相占据立方体互不相邻的顶点, ,而而CNCN- -位于立位于立方体棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法正确的是方体棱上
18、。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法正确的是( () )A.A.该晶体的化学式为该晶体的化学式为MFeMFe3 3(CN)(CN)6 6B.B.该晶体属于离子晶体该晶体属于离子晶体,M,M呈呈+1+1价价C.C.该晶体属于离子晶体该晶体属于离子晶体,M,M呈呈+2+2价价D.D.晶体中与每个晶体中与每个FeFe3+3+距离最近且等距离的距离最近且等距离的CNCN- -为为3 3个个【解析【解析】选选B B。由题图可推出。由题图可推出, ,晶体中阴离子的最小结构单元中含晶体中阴离子的最小结构单元中含FeFe2+2+的个数为的个数为4 4 = , = ,含含FeFe3+3+的个数也为的
19、个数也为 ,CN,CN- -的个数为的个数为1212 =3, =3,因此阴离子的化学式为因此阴离子的化学式为FeFe2 2(CN)(CN)6 6 - -, ,则该晶体的化学式只能为则该晶体的化学式只能为MFeMFe2 2(CN)(CN)6 6, ,由阴、阳离子形成的晶体为离由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体子晶体,M,M的化合价为的化合价为+1+1价价, ,故故B B项正确项正确; ;由题图可看出与每个由题图可看出与每个FeFe3+3+最近且距离相等最近且距离相等的的CNCN- -为为6 6个。个。181412122.(20202.(2020唐山高二检测唐山高二检测) )水是生命之源水是生命之源
20、, ,它与我们的生活密切相关。在化学实它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中验和科学研究中, ,水也是一种常用的试剂。水也是一种常用的试剂。(1)(1)水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为_。(2)(2)写出与写出与H H2 2O O分子互为等电子体的微粒分子互为等电子体的微粒_(_(填两种填两种) )。(3)(3)下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图( (未按顺序排序未按顺序排序) )。其。其中中E E图堆积方式的空间利用率为图堆积方式的空间利用率为_,_,与冰的晶体类型相同的与冰的晶体类
21、型相同的是是_(_(请用相应的编号填写请用相应的编号填写) )。(4)(4)高温下高温下, ,超氧化钾超氧化钾(KO(KO2 2) )晶体呈立方体结构晶体呈立方体结构, ,其晶胞结构与其晶胞结构与NaClNaCl的相同的相同, ,则每个则每个晶胞中含有晶胞中含有_个个K K+ +和和_个个 ; ;晶体中晶体中K K+ + 的配位数为的配位数为_,_, 的配位数为的配位数为_。(5)60 g(5)60 g金刚石中的共价键数为金刚石中的共价键数为_个个,60 g SiO,60 g SiO2 2晶体中的共价键数为晶体中的共价键数为_个。个。2O2O【解析【解析】(1)(1)氧原子核外电子有氧原子核外
22、电子有8 8个电子个电子, ,氧原子的基态核外电子排布为氧原子的基态核外电子排布为1s1s2 22s2s2 22p2p4 4; ;(2)(2)原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体, ,与水互为等电子体的微粒与水互为等电子体的微粒该是该是3 3个原子最外层电子数为个原子最外层电子数为8 8的分子或离子的分子或离子, ,这样的微粒有这样的微粒有H H2 2S S、N ;N ;(3)(3)根据晶胞结构图根据晶胞结构图,A,A为氯化钠为氯化钠,B,B为干冰为干冰,C,C为碘为碘,D,D为金刚石为金刚石,E,E为钠。为钠。E( )E( )图为体心立方堆积图
23、为体心立方堆积, ,空间利用率为空间利用率为68%;68%;冰属于分子晶体冰属于分子晶体, ,干冰和碘干冰和碘属于分子晶体属于分子晶体, ,因此与冰的晶体类型相同的是因此与冰的晶体类型相同的是BC;BC;2H(4)(4)高温下高温下, ,超氧化钾超氧化钾(KO(KO2 2) )晶体呈立方体结构晶体呈立方体结构, ,其晶胞结构与其晶胞结构与NaClNaCl的相同的相同, ,氯化钠氯化钠的晶胞结构为的晶胞结构为 , ,则每个晶胞中含有则每个晶胞中含有K K+ +数目为数目为1+121+12 =4, =4,含有含有 数目数目为为6 6 +8 +8 =4; =4;晶体中每个晶体中每个K K+ +周围距
24、离相等且最近的周围距离相等且最近的 有有6 6个个, ,配位数为配位数为6,6,同同理理 的配位数为的配位数为6;6;(5)60 g (5)60 g 金刚石中含有碳原子的物质的量为金刚石中含有碳原子的物质的量为 =5 mol,=5 mol,每个碳原子与每个碳原子与周围周围4 4个碳形成共价键个碳形成共价键, ,每个共价键被每个共价键被2 2个碳原子共用个碳原子共用, ,因此每个碳原子含有因此每个碳原子含有2 2个个共价键共价键, ,共价键数为共价键数为10N10NA A个个,60 g SiO,60 g SiO2 2的物质的量为的物质的量为1 mol,1 mol,含有含有1 mol1 mol硅原
25、子硅原子, ,每个硅原子与周围每个硅原子与周围4 4个氧原子形成共价键个氧原子形成共价键, ,共价键数为共价键数为4N4NA A个。个。1814122O2O2O160 g12 g mol答案答案: :(1)1s(1)1s2 22s2s2 22p2p4 4 (2)H(2)H2 2S S、N N (3)68%(3)68%BCBC(4)4(4)44 46 66 6(5)10N(5)10NA A4N4NA A2H【补偿训练【补偿训练】1.1.有下列离子晶体空间结构示意图有下列离子晶体空间结构示意图: : 为阳离子为阳离子, , 为阴离子。以为阴离子。以M M代表代表阳离子阳离子,N,N代表阴离子代表阴
26、离子, ,化学式为化学式为MNMN2 2的晶体结构为的晶体结构为 ( () )【解析【解析】选选B B。A.A.阳离子位于顶点和面心阳离子位于顶点和面心, ,晶胞中总共含有阳离子数目为晶胞中总共含有阳离子数目为8 8 +6+6 =4,1 =4,1个阴离子位于体心个阴离子位于体心, ,为晶胞所独有为晶胞所独有, ,故晶胞中含有的阴离子数目为故晶胞中含有的阴离子数目为1,1,则阳离子和阴离子的比值为则阳离子和阴离子的比值为41,41,化学式为化学式为M M4 4N,AN,A错误错误;B.;B.有有4 4个阳离子位于顶点个阳离子位于顶点, ,晶胞中平均含有阳离子数目为晶胞中平均含有阳离子数目为4 4
27、 = ,1 = ,1个阴离子位于体心个阴离子位于体心, ,为晶胞所独有为晶胞所独有, ,故晶胞中含有的阴离子数目为故晶胞中含有的阴离子数目为1,1,则阳离子和阴离子的比值为则阳离子和阴离子的比值为 1=12,1=12,化学化学式为式为MNMN2 2,B,B正确正确;C.;C.有有3 3个阳离子位于顶点个阳离子位于顶点, ,晶胞中平均含有阳离子数目为晶胞中平均含有阳离子数目为3 3 = ,1= ,1个阴离子位于体心个阴离子位于体心, ,为晶胞所独有为晶胞所独有, ,故晶胞中含有的阴离子数目为故晶胞中含有的阴离子数目为1,1,则阳则阳离子和阴离子的比值为离子和阴离子的比值为 1=38,1=38,化
28、学式为化学式为M M3 3N N8 8,C,C错误错误;D.;D.有有8 8个阳离子位于个阳离子位于1812181212183838顶点顶点, ,晶胞中平均含有阳离子数目为晶胞中平均含有阳离子数目为8 8 =1,1 =1,1个阴离子位于体心个阴离子位于体心, ,为晶胞所独为晶胞所独有有, ,故晶胞中含有的阴离子数目为故晶胞中含有的阴离子数目为1,1,则阳离子和阴离子的比值为则阳离子和阴离子的比值为11,11,化学式为化学式为MN,DMN,D错误。错误。182.(20202.(2020泉州高二检测泉州高二检测)A)A、B B、C C、D D、E E都是元素周期表中前都是元素周期表中前2020号元
29、素号元素, ,其原子其原子序数依次增大。序数依次增大。B B、C C、D D同周期同周期,A,A、D D同主族同主族,E,E和其他元素既不在同周期也不在和其他元素既不在同周期也不在同主族。同主族。B B、C C、D D的最高价氧化物与对应水化物均能互相发生反应生成盐和水。的最高价氧化物与对应水化物均能互相发生反应生成盐和水。A A和和E E可形成离子化合物可形成离子化合物, ,其晶胞结构如图所示。其晶胞结构如图所示。(1)A(1)A和和E E所形成化合物的电子式是所形成化合物的电子式是_。(2)A(2)A、B B、C C、D D四种元素的原子半径由小到大的顺序为四种元素的原子半径由小到大的顺序
30、为_(_(用元素符号用元素符号表示表示) )。(3)A(3)A和和E E形成的化合物的晶体中形成的化合物的晶体中, ,每个阳离子周围与它最近且距离相等的阳离子每个阳离子周围与它最近且距离相等的阳离子共有共有_个。个。(4)(4)已知已知A A和和E E所形成化合物晶体的晶胞体积为所形成化合物晶体的晶胞体积为1.61.61010-22-22 cm cm3 3, ,则则A A和和E E组成的离子组成的离子化合物的密度为化合物的密度为_(_(结果保留一位小数结果保留一位小数) )。【解析【解析】由题意知由题意知B B、C C、D D分别为分别为NaNa、AlAl、S S或或NaNa、AlAl、ClC
31、l。E E与其他元素不同与其他元素不同周期也不同主族周期也不同主族, ,只能为只能为CaCa。由晶胞可知。由晶胞可知A A、E E形成的离子化合物为形成的离子化合物为EAEA2 2, ,则则A A为为F,F,即即A A、B B、C C、D D、E E分别为分别为F F、NaNa、AlAl、ClCl、CaCa。(1)A(1)A、E E形成的化合物为形成的化合物为CaFCaF2 2。(2)(2)由同周期元素原子半径变化规律可知原子半径由同周期元素原子半径变化规律可知原子半径NaAlClNaAlCl, ,由同主族元素原由同主族元素原子半径变化规律可知原子半径子半径变化规律可知原子半径ClClFF。(
32、3)(3)由图可知为由图可知为1212个。个。(4)= (4)= 3.2(g 3.2(gcmcm-3-3) )。答案答案: :(1) (1) (2)FCl(2)FClAlNaAlNa(3)12(3)12(4)3.2 g(4)3.2 gcmcm-3-3mV222378 41.6 106.02 10知识点二离子晶体的性质知识点二离子晶体的性质性质性质原因原因熔熔沸沸点点离子晶体中有较强的离子键离子晶体中有较强的离子键, ,熔化或气化时需消耗较多的能量。所以离子晶体有较高的熔点、沸点和熔化或气化时需消耗较多的能量。所以离子晶体有较高的熔点、沸点和难挥发性。通常情况下难挥发性。通常情况下, ,同种类型
33、的离子晶体同种类型的离子晶体, ,离子半径越小离子半径越小, ,离子键越强离子键越强, ,熔、沸点越高熔、沸点越高硬硬度度硬而脆。离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受到冲击力作用时硬而脆。离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受到冲击力作用时, ,部分离子键发生断裂部分离子键发生断裂, ,导致晶体破碎导致晶体破碎性质性质原因原因导导电电性性不导电不导电, ,但熔融或溶于水后能导电。离子晶体中但熔融或溶于水后能导电。离子晶体中, ,离子键较强离子键较强, ,阴、阳离子不能自由移动阴、阳离子不能自由移动, ,即晶体中无自即晶体中无自由移动的离子由移动的离子, ,因此离子晶体不导电。当升高温度时因此离子晶体
34、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阴、阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力作用力, , 成为自由移动的离子成为自由移动的离子, ,在外加电场的作用下在外加电场的作用下, ,离子定向移动而导电。离子晶体溶于水时离子定向移动而导电。离子晶体溶于水时, ,阴、阴、阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子( (或水合离子或水合离子),),在外加电场的作用下在外加电场的作用下, ,阴、阳离子定向移阴、阳离子定向移动而导电动而导电溶溶解解性性大多数离子晶体易溶于极性溶剂大多数离子晶体易溶于极性溶剂( (如水如水) )中中,
35、,难溶于非极性溶剂难溶于非极性溶剂( (如汽油、苯、如汽油、苯、CClCCl4 4) )中。当把离子晶体中。当把离子晶体放入水中时放入水中时, ,水分子对离子晶体中的离子产生吸引水分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相互作用力而离使离子晶体中的离子克服离子间的相互作用力而离开晶体开晶体, ,变成在水中自由移动的离子变成在水中自由移动的离子延展延展性性离子晶体中阴、阳离子交替出现离子晶体中阴、阳离子交替出现, ,层与层之间如果滑动层与层之间如果滑动, ,同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定, ,所以所以离子晶体无延展性离子晶体无延展性
36、【拓展深化【拓展深化】晶格能晶格能几种几种ABAB型离子晶体晶格能与物理性质的关系型离子晶体晶格能与物理性质的关系: :ABAB型离子晶体型离子晶体NaINaINaBrNaBrNaClNaClNaFNaFBaOBaOSrOSrOCaOCaOMgOMgO离子电荷数离子电荷数Z Z1 11 11 11 12 22 22 22 2核间距核间距/pm/pm318318294294279279231231277277257257240240210210晶格能晶格能/ /kJkJmolmol-1-17047047477477867869239233 0543 0543 2233 2233 4013 401
37、3 7913 791 逐渐增大逐渐增大熔点熔点/6616617477478018019939931 9181 9182 4302 4302 6142 6142 8522 852 逐渐升高逐渐升高摩氏硬度摩氏硬度2.52.52.5KClOKClO3 3II2 2(2)(2)(3)H(3)H2 2、COCO2 2、HFHFHFHF(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4SiCSiCSiCSiC(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4HFCOHFCO2 2HH2 2(4)(4)离子晶体原子晶体离子晶体原子晶体【规律方法【规律方法】离子晶体的判断离子晶体的判断(1)(1)利用物质的分类利用物质
38、的分类金属离子和酸根离子、金属离子和酸根离子、OHOH- -形成的大多数盐、强碱形成的大多数盐、强碱, ,活泼金属的氧化物和过氧化活泼金属的氧化物和过氧化物物( (如如NaNa2 2O O和和NaNa2 2O O2 2),),活泼金属的氢化物活泼金属的氢化物( (如如NaHNaH),),活泼金属的硫化物等都是离子活泼金属的硫化物等都是离子晶体。晶体。(2)(2)利用元素的性质和种类利用元素的性质和种类如成键元素的电负性差值大于如成键元素的电负性差值大于1.71.7的物质的物质, ,金属元素金属元素( (特别是活泼的金属元特别是活泼的金属元素素,A,A、AA族元素族元素) )与非金属元素与非金属
39、元素( (特别是活泼的非金属元素特别是活泼的非金属元素,A,A、AA族元素族元素) )组成的化合物。组成的化合物。(3)(3)利用物质的性质利用物质的性质离子晶体一般具有较高的熔、沸点离子晶体一般具有较高的熔、沸点, ,难挥发难挥发, ,硬而脆硬而脆; ;固体不导电固体不导电, ,但熔融或溶于但熔融或溶于水时能导电水时能导电, ,大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。【素养训练【素养训练】1.(20201.(2020合肥高二检测合肥高二检测) )在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果
40、关系时关系时, ,与键能无关的变化规律是与键能无关的变化规律是( () )A.HFA.HF、HClHCl、HBrHBr、HIHI的热稳性依次减弱的热稳性依次减弱B.B.金刚石的硬度大于硅金刚石的硬度大于硅, ,其熔、沸点也高于硅其熔、沸点也高于硅C.NaFC.NaF、NaClNaCl、NaBrNaBr、NaINaI的熔点依次降低的熔点依次降低D.FD.F2 2、ClCl2 2、BrBr2 2、I I2 2的熔、沸点逐渐升高的熔、沸点逐渐升高【解析【解析】选选D D。非金属性。非金属性FClFClBrI,BrI,元素的非金属性越强元素的非金属性越强, ,形成的氢化物共价键形成的氢化物共价键的键能
41、越大的键能越大, ,对应的氢化物越稳定对应的氢化物越稳定,A,A不选不选; ;金刚石中键能大于硅中的键能金刚石中键能大于硅中的键能, ,则金则金刚石的硬度大刚石的硬度大, ,熔点高熔点高, ,与键能有关与键能有关,B,B不选不选;NaF;NaF、NaClNaCl、NaBrNaBr、NaINaI都为离子晶都为离子晶体体, ,离子半径越小离子半径越小, ,晶格能越大晶格能越大,C,C不选不选;F;F2 2、ClCl2 2、BrBr2 2、I I2 2的相对分子质量依次增的相对分子质量依次增大大, ,分子间作用力增大分子间作用力增大, ,则熔、沸点依次增大则熔、沸点依次增大, ,与键能无关与键能无关
42、,D,D选。选。2.(20202.(2020昆明高二检测昆明高二检测) )下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是 ( () )A.A.熔点熔点:NaF:NaFMgFMgF2 2AlFAlF3 3B.B.晶格能晶格能:NaFNaClNaBr:NaFNaClNaBrC.C.阴离子的配位数阴离子的配位数:CsClNaCl:CsClNaClCaFCaF2 2D.D.硬度硬度:MgOCaOBaO:MgOCaOBaO【解析【解析】选选A A。离子半径越小。离子半径越小, ,离子所带电荷越多离子所带电荷越多, ,离子晶体熔点越高离子晶体熔点越高, ,所以熔所以熔点点
43、:NaF:NaFMgFMgF2 2AlFNaCl :NaFNaCl NaBr,BNaBr,B正确正确;CsCl;CsCl、NaClNaCl、CaFCaF2 2的阴离子的配位数分别是的阴离子的配位数分别是8 8、6 6、4,4,所以阴离子所以阴离子的配位数的配位数:CsClNaCl:CsClNaClCaFCaF2 2,C,C正确正确; ;离子半径离子半径:Ba:Ba2+2+CaCa2+2+MgMg2+2+, ,所以硬度所以硬度:MgO :MgO CaOBaO,DCaOBaO,D正确。正确。【补偿训练【补偿训练】NaFNaF、NaINaI和和MgOMgO均为离子晶体均为离子晶体, ,有关数据如下表
44、有关数据如下表: :物质物质NaFNaFNaINaIMgOMgO离子电荷数离子电荷数1 11 12 2键长键长(10(10-10-10m)m)2.312.313.183.182.102.10试判断试判断, ,这三种化合物熔点由高到低的顺序为这三种化合物熔点由高到低的顺序为( () )A.A. B.B. C.C. D.D. 【解析【解析】选选B B。NaFNaF、NaINaI、MgOMgO均为离子晶体均为离子晶体, ,它们熔点高低由离子键强弱决定它们熔点高低由离子键强弱决定, ,而离子键的强弱与离子半径和离子电荷数有关而离子键的强弱与离子半径和离子电荷数有关,MgO,MgO中键长最短中键长最短,
45、 ,离子电荷数最离子电荷数最高高, ,故离子键最强故离子键最强, ,熔点最高。熔点最高。【课堂小结【课堂小结】【三言两语话重点【三言两语话重点】 1.1.构成离子晶体的微粒是阳离子和阴离子。构成离子晶体的微粒是阳离子和阴离子。2.2.离子键没有方向性和饱和性离子键没有方向性和饱和性, ,一般采用密堆积方式。一般采用密堆积方式。3.3.离子晶体中离子晶体中, ,离子半径越小离子半径越小, ,离子所带电荷越多离子所带电荷越多, ,离子键越强离子键越强, ,熔、沸点越高。熔、沸点越高。4.4.离子晶体中一定存在离子键离子晶体中一定存在离子键, ,可能存在共价键可能存在共价键, ,一定不存在分子间作用
46、力。一定不存在分子间作用力。1.(20201.(2020青岛高二检测青岛高二检测) )下面有关晶体的叙述中下面有关晶体的叙述中, ,正确的是正确的是( () )A.A.在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子B.B.离子晶体中只有离子键没有共价键离子晶体中只有离子键没有共价键, ,分子晶体中只有分子间作用力没有共价分子晶体中只有分子间作用力没有共价键键C.C.分子晶体中分子间作用力越大分子晶体中分子间作用力越大, ,分子越稳定分子越稳定D.D.原子晶体中原子以共价键结合原子晶体中原子以共价键结合, ,具有键能大、熔点高、硬度大的特性具有键能大、熔点高、硬度大的特性【
47、解析【解析】选选D D。金属晶体由金属阳离子和自由电子构成。金属晶体由金属阳离子和自由电子构成, ,所以晶体中有阳离子不所以晶体中有阳离子不一定存在阴离子一定存在阴离子,A,A错误错误; ;离子晶体中一定存在离子键离子晶体中一定存在离子键, ,可能有共价键可能有共价键, ,如如NaOHNaOH中中既有离子键又有共价键既有离子键又有共价键, ,分子晶体中肯定有分子间作用力分子晶体中肯定有分子间作用力, ,大多数有共价键大多数有共价键, ,少少数没有数没有( (如稀有气体如稀有气体),B),B错误错误; ;分子的稳定性属于化学性质分子的稳定性属于化学性质, ,与共价键有关与共价键有关, ,分子分子
48、间作用力与稳定性无关间作用力与稳定性无关,C,C错误错误; ;原子晶体中原子以共价键结合原子晶体中原子以共价键结合, ,共价键的键能较共价键的键能较大大, ,所以原子晶体的熔点高、硬度大所以原子晶体的熔点高、硬度大,D,D正确。正确。2.(2.(教材改编教材改编) )下列各物质的晶体中下列各物质的晶体中, ,晶体类型同为离子晶体的是晶体类型同为离子晶体的是 ( () )A.COA.CO2 2和和SiOSiO2 2B.NHB.NH4 4ClCl和和CO(NHCO(NH2 2) )2 2C.NaC.Na2 2O O2 2和和CuSOCuSO4 4D.CaClD.CaCl2 2和和CHCH4 4【解
49、析解析】选选C C。COCO2 2、CO(NHCO(NH2 2) )2 2和和CHCH4 4属于分子晶体属于分子晶体,SiO,SiO2 2属于原子晶体属于原子晶体,NH,NH4 4ClCl、NaNa2 2O O2 2、CuSOCuSO4 4和和CaClCaCl2 2属于离子晶体属于离子晶体,C,C项正确。项正确。【补偿训练【补偿训练】( (教材习题改编教材习题改编)NaCl)NaCl是日常生活中的调味品是日常生活中的调味品, ,下列性质中能说明下列性质中能说明NaClNaCl是离是离子晶体的是子晶体的是( () )A.A.具有较高的熔点具有较高的熔点B.B.熔融状态下能导电熔融状态下能导电C.
50、C.水溶液能导电水溶液能导电D.D.常温下可溶于水常温下可溶于水【解析【解析】选选B B。某些原子晶体、金属晶体的熔点也很高。某些原子晶体、金属晶体的熔点也很高, ,如如SiOSiO2 2、W,AW,A错误错误; ;熔融熔融状态能导电状态能导电, ,则为离子构成的化合物则为离子构成的化合物, ,一定为离子晶体一定为离子晶体,B,B正确正确; ;某些分子晶体如某些分子晶体如HClHCl, ,极易溶于水且其水溶液能导电极易溶于水且其水溶液能导电, ,故故C C、D D错误。错误。3.(20203.(2020连云港高二检测连云港高二检测) )下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.在在N
