1、精品课件第三章 晶体结构与性质新人教版 离子晶体离子晶体特级教师优秀课件精选教学目标教学目标熟知离子键、离子晶体的概念，知道离子晶体类型与性质的联系。认识晶格能的概念和意义，能根据晶格能的大小，分析晶体的性质。教学重点教学重点离子晶体物理性质的特点；离子晶体配位数及其影响因素；晶格能的定义和应用。教学难点教学难点离子晶体配位数的影响因素；晶格能的定义和应用。我们已经学习了分子晶体、原子晶体和金属晶体，来简要复习一下它们：分子原子金属阳离子和自由电子分子间作用力共价键金属键较低较低无CO2、H2O、稀有气体等很高很大无（硅为半导体）SiO2、金刚石、SiC等差别较大差别较大导体Cu、Ag、Fe等
2、来对比一下氯化钠、干冰和金刚石的熔点：想想为什么氯化钠的性质与干冰、金刚石的不同？不同类型的离子晶体不同类型的离子晶体NaCl是离子晶体，即由阳离子离子键结合而成的晶体。成键粒子：_。相互作用力：_。常见的离子晶体：强碱（如NaOH）、活泼金属氧化物（如MgO）、大部分盐类（如CaCO3）。阴、阳离子离子键不同类型的离子晶体不同类型的离子晶体不同的阴阳离子相互结合，使离子晶体的种类繁多、结构多样，我们来认识几种典型的离子晶体的晶胞。不同类型的离子晶体不同类型的离子晶体NaCl型晶体 离子个数比(1:1)恰等于化学式组成比。不同类型的离子晶体不同类型的离子晶体氯化钠的化学式为NaCl，能否说明晶
3、胞中含有一个钠离子和一个氯离子？是否表示氯化钠的分子式？氯化钠晶胞中含有的钠离子和氯离子分别为4，而氯化钠的化学式为NaCl，这说明离子晶体的化学式仅表示晶体中阴阳离子的个数比，并不代表其分子组成，因为离子晶体中没有分子。不同类型的离子晶体不同类型的离子晶体配位数均为6。不同类型的离子晶体不同类型的离子晶体不同类型的离子晶体不同类型的离子晶体CsCl型晶胞不同类型的离子晶体不同类型的离子晶体来看一下CsCl晶体的结构：8116不同类型的离子晶体不同类型的离子晶体CaF2型晶胞离子个数比(1:2)恰等于化学式组成比。不同类型的离子晶体不同类型的离子晶体126不同类型的离子晶体不同类型的离子晶体Z
4、nS型晶胞配位数为4配位数为4决定配位数的因素决定配位数的因素什么因素决定了离子晶体中离子的配位数呢？如下表所示：正负离子的半径比（几何因素）是决定离子晶体结构的重要因素。决定配位数的因素决定配位数的因素正负离子的电荷比（电荷因素）也是决定离子晶体结构的重要因素。相等相等2:11:2决定配位数的因素决定配位数的因素决定离子晶体结构的因素有三点：几何因素：晶体中正负离子的半径比。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（不作要求）。离子晶体的物理性质离子晶体的物理性质离子晶体的物理性质是怎样的呢？由于离子晶体中有较强的离子键，故(1)离子晶体的熔沸点较_，_挥发；(2)离子晶
5、体的硬度较_，难于压缩；(3)离子晶体固态时_导电，水溶液或熔融时_导电；(4)大多数离子晶体_溶于极性溶剂（如水），_溶于非极性溶剂（如苯、CCl4）。高难大不能易难离子晶体的物理性质离子晶体的物理性质为什么离子晶体没有延展性？离子晶体中阴、阳离子交替出现，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，所以离子晶体无延展性。离子晶体的物理性质离子晶体的物理性质离子晶体的熔沸点受什么因素影响？一般说来，阴阳离子的电荷数越_，离子半径越_，则离子键越_，离子晶体的熔沸点越高。大小强例如：熔点MgONaCl；KFKClKBrKI。离子晶体的物理性质离子晶体的物理性质NaCl、CsCl的熔
6、沸点如下所示：想想为什么NaCl的熔沸点比CsCl高？晶格能晶格能离子晶体中离子键的强弱用什么来衡量？晶格能：气态离子形成1 mol离子晶体时释放的能量，通常取正值。晶格能晶格能仔细阅读表格，分析晶格能与什么因素有关？阴阳离子半径越小，晶格能越大。晶格能晶格能再看下面三种物质的晶格能，分析晶格能与什么因素有关？离子所带电荷数越多，晶格能越大。晶格能晶格能仔细阅读下表：晶格能晶格能你能得到哪些结论？练习练习NaCl与KCl，MgCl2与NaCl哪一个晶格能更大？晶格能：NaClKCl；MgCl2NaCl。晶格能晶格能火山喷出的岩浆在冷却时，会有许多矿物相继析出，简称“岩浆晶出”。实验证明，岩浆晶
7、出的次序与晶格能大小有关。你认为是怎样的关系？晶格能高的晶体熔点越高，更容易在岩浆冷却过程中先结晶。熔点与晶体类型熔点与晶体类型我们来总结一下物质熔点与离子晶体、分子晶体等四类晶体之间的关系。(1)晶体类型不同时，熔点孰高孰低？一般来说，原子晶体离子晶体分子晶体（金属晶体变化较大）(2)若离子晶体间比较，则有：离子半径越_，离子电荷越_，晶格能越_，离子键就越强，熔点就越高。小多大熔点与晶体类型熔点与晶体类型(3)若原子晶体间比较，则有：原子半径越_，共价键键长越_，键能越_，熔点就越高。(4)若分子晶体间比较，则有：结构相似，相对分子质量越_，范德华力越_；相对分子质量接近，分子极性越_，范
8、德华力越_，熔点就越高；有氢键时，熔点越_。小短大大大大大高熔点与晶体类型熔点与晶体类型(5)若金属晶体间比较，则有：阳离子半径越_，阳离子电荷越_，金属键越_，熔点就越高。合金的熔点比它各成分金属的熔点都要_。小多强低熔点与晶体类型熔点与晶体类型离子晶体的熔点一定低于原子晶体吗？不一定，离子晶体的熔点不一定低于原子晶体，如MgO是离子晶体，SiO2是原子晶体，MgO的熔点高于SiO2的熔点。练习练习下列物质中，含有共价键的离子晶体是（）A.KBr B.NaOH C.HCl D.I2练习练习下列各物质的晶体中，晶体类型相同的是（）A.O2和SiO2 B.NaI和I2 C.CO2和H2O D.C
9、Cl4和NaCl练习练习下列物质中，可以较充分说明某晶体是离子晶体的是（）A.具有较高的熔点 B.固态不导电，水溶液能导电C.可溶于水 D.固态不导电，熔融状态导电练习练习氯化钠和氯化铯的化学式可用同一通式（AB型）表示，但晶体结构却不相同，应如何解释？练习练习按构成晶体的结构粒子和粒子间作用力的不同，将以下晶体进行分类：氯化铯、石英（SiO2）、金刚砂（SiC）、水、蔗糖（C12H22O11）、铁、氯酸钾、高锰酸钾练习练习比较分子晶体、原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构粒子、粒子间作用力的区别。练习练习离子晶体如食盐，很脆，经不起锤击；原子晶体如石英，同样很脆，经不起锤击。然而食盐和石英的摩
10、式硬度却相差很大，应如何解释？练习练习如何理解下面三种氟化物的晶格能的递变？9232957 5492拓展练习拓展练习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，其密度较大D拓展练习拓展练习以下事实，可以较充分说明某晶体是离子晶体的是()A.具有较高的熔点B.可溶于水C.固体不导电，熔融状态能导电D.水溶液能导电C拓展练习拓展练习下列关于晶格能的叙述中正确的是()A.晶格能仅与形成晶体中的离子所带电荷有关B.晶格能仅与形成晶体的离子半径有关C.晶格能是指相邻的离子间的静电作用D.晶格能越大的离子晶体，其熔点越高D拓展练习拓
11、展练习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：MgOCaOBaOA拓展练习拓展练习根据表中给出物质的熔点数据(AlCl3沸点为182.7)，判断下列说法错误的是()A.MgO中的离子键比NaCl中的离子键强B.SiCl4晶体是分子晶体C.AlCl3晶体是离子晶体D.晶体硼是原子晶体C拓展练习拓展练习NaCl与KCl，NaCl与MgCl2哪一个晶格能更大？拓展练习拓展练习离子晶体熔点的高低决定于阴、阳离子之间的核间距离和晶格能的大小，根据所学知识判断KCl、NaCl、CaO
12、、BaO四种晶体熔点的高低顺序是()A.KClNaClBaOCaO B.NaClKClCaOBaOC.CaOBaOKClNaCl D.CaOBaONaClKClD拓展练习拓展练习比较下列几组晶体熔、沸点的高低顺序。(1)金刚石、氯化钠、晶体硅、干冰(2)石英晶体、铝硅合金、金属铝、冰(3)CaO、KI、KCl(4)F2、Cl2、Br2、I2金刚石晶体硅氯化钠干冰冰铝硅合金金属铝KClKII2Br2Cl2F2拓展练习拓展练习已知XYZ三种元素组成化合物是离子晶体其晶胞如图，XYZ分别处于立方体顶点、棱边中点、立方体体心。下面关于该化合物说法正确的是()A该晶体的化学式为ZXY3B该晶体的熔点一定
13、比金属晶体熔点高C每个X周围距离最近的Y有8个D每个Z周围距离最近的X有16个A拓展练习拓展练习如图是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构,其中属于NaCl晶体中分割出来的结构图是()A(1)和(3)B(2)和(3)C(1)和(4)D只有(4)C拓展练习拓展练习下列性质适合于离子晶体的是()熔点1070，易溶于水，水溶液能导电熔点10.31，液态不导电，水溶液导电熔点112.8，沸点444.6，能溶于CS2熔点97.81,质软，导电，熔点218，难溶于水熔点3900，硬度很大，不导电难溶于水，固态时导电，升温时导电能力减弱难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电A.B.C.D.A拓
14、展练习拓展练习如图所示的是硼和镁形成的某化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为（）A.MgB B.MgB2C.Mg2B D.Mg3B2B拓展练习拓展练习如图为高温超导领域中的一种化合物：钙-钛矿 (氧化物)晶体结构中具有代表性的最小重复单元：该晶体中氧钙钛的微粒个数比为_ 该晶体的化学式为_。CaTiO33:1:1拓展练习拓展练习钇钡铜氧化合物在90K温度下具有超导性。若该化合物晶体的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式是_。AYBa2Cu3O3.75BYBa2Cu2O7CYBa2Cu3O5.5DYBa2C
15、u4O7C拓展练习拓展练习请按要求填空。C拓展练习拓展练习(2)通过X射线探明，KCl、MgO、CaO、NiO、FeO立体结构与NaCl的晶体结构相似。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示，请改正图中错误；_。拓展练习拓展练习MgO是优良的耐高温材料，MgO的熔点比CaO的高，其原因是_。66拓展练习拓展练习(3)NaF的熔点_ 的熔点(填“”、“”或“”)，其原因是_。两者均为离子晶体，且电荷数均为1，但后者离子半径大，离子键较弱，因此熔点较低拓展练习拓展练习(4)如图是CaF2晶体的晶胞示意图，回答下列问题：8844拓展练习拓展练习根据表格数据回答下列有关问题：(1)已知NaBr、N
16、aCl、MgO等离子晶体的核间距离和晶格能如下表所示：NaBr晶体比NaCl晶体晶格能_(填“大”或“小”)，主要原因是 _。MgO晶体比NaCl晶体晶格能大，主要原因是_。NaBr、NaCl和MgO晶体中，熔点最高的是_。小NaBr比NaCl离子的核间距大MgO拓展练习拓展练习(2)Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表：解释表中氟化物熔点差异的原因：a._。b._。硅在一定条件下可以与Cl2反应生成SiCl4，试判断SiCl4的沸点比CCl4的_(填“高”或“低”)，理由_。NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2远比SiF4熔点要高高SiCl4的
17、相对分子质量比CCl4的大，范德华力大，因此沸点高拓展练习拓展练习现有几组物质的熔点()数据：拓展练习拓展练习据此回答下列问题：(1)由表格可知，A组熔点普遍偏高，据此回答：A组属于_晶体，其熔化时克服的粒子间的作用力是_。硅的熔点低于二氧化硅，是由于_。硼晶体的硬度与硅晶体相对比：_。原子共价键SiSi键键能小于SiO键键能硼晶体大于硅晶体拓展练习拓展练习(2)B组晶体中存在的作用力是_，其共同的物理性质是_(填序号)，可以用_理论解释。有金属光泽 导电性 导热性 延展性金属键电子气(3)C组中HF熔点反常是由于_。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
18、键即可)拓展练习拓展练习(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(5)D组晶体中NaCl、KCl、RbCl的熔点由高到低的顺序为_，MgO晶体的熔点高于三者，其原因解释为_。NaClKClRbClMgO晶体为离子晶体，离子所带电荷越多，半径越小，晶格能越大，熔点越高拓展练习拓展练习C拓展练习拓展练习右图为NaCl晶胞结构示意图。（1）用X射线衍射法测得晶胞的边长为a cm，求该温度下NaCl晶体的密度。拓展练习拓展练习D拓展练习拓展练习金是面心立方晶胞（如图），金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。(1)金晶体中每个晶
19、胞中含有_个金原子；(2)一个晶胞的体积是多少？(3)金晶体的密度是多少？4拓展练习拓展练习（1）FexO中的x值（精确至0.01）为_；（3）此晶体的化学式为_；（5）在晶体中铁元素的离子间最短距离为_m。0.920.826正八面体总结总结1.各类离子晶体晶胞的比较：684126总结总结2.决定离子晶体结构的因素有哪三点？几何因素、电荷因素、键性因素。3.晶格能定义：_离子形成1 mol离子晶体时_的能量。气态释放4.阴阳离子半径越_，离子所带电荷数越_，晶格能越大。晶格能越大，晶体熔点越_。小多高总结总结离子晶体与其他晶体类型的比较：阴、阳离子原子分子金属阳离子和自由电子离子键共价键分子间作用力金属键离子电荷数、半径键长(原子半径)组成结构相似时，比较相对分子质量离子半径、价电子数总结总结较高略硬而脆熔化后或溶于水导电多数易溶很高很大不良导体(个别为半导体)一般不溶较低较小不良导体(部分溶于水后导电)相似相溶差别较大差别较大良导体一般不溶于水，少数与水反应
