高中化学选修三（人教版 课件）-第三章　晶体结构与性质 3.4

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1、目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,三,一、离子键 1.离子键的实质:是静电作用,它包括阴、阳离子之间的引力和两种离子的原子核之间以及它们的电子之间的斥力两个方面,当引力与斥力之间达到平衡时,就形成了稳定的离子化合物,它不显电性。 2.离子键的特征:没有方向性和饱和性。因此,以离子键结合的化合物倾向于形成紧密堆积,使每个离子周围尽可能多地排列异性电荷的离子,从而达到稳定的目的。,目标导航,预习导引,一,二,三,二、离子晶体 1.离子晶体:阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体称为离子晶体。 2.常见离子晶体的配位数:在NaCl晶体中阳离子和阴离子的配位数都是6;在CsCl晶体中,阳

2、离子和阴离子的配位数都是8;在CaF2晶体中,Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4。 3.离子晶体中阴阳离子配位数的决定因素有三:几何因素、电荷因素和键性因素。 4.离子晶体的物理性质:硬度大,难压缩,熔、沸点高。,目标导航,预习导引,一,二,三,离子晶体中只存在离子键吗?晶体中只要有阳离子,就一定存在阴离子吗?离子晶体是否全部由金属元素与非金属元素组成? 答案:离子晶体中还可能存在共价键,如Na2SO4、KNO3、NH4Cl、Ca(OH)2等晶体中除了离子键之外,还存在共价键。 晶体中有阳离子不一定有阴离子,如金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的,但若有阴离子必然有阳离子。 全部由非金属

3、元素形成的晶体,也可能是离子晶体,如铵盐。,目标导航,预习导引,一,二,三,三、晶格能 1.离子晶体的晶格能:气态离子形成1摩离子晶体释放的能量。 2.晶格能对离子晶体的影响:晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,离子晶体的熔点越高,硬度越大。 3.晶格能的影响因素:晶格能的大小取决于构成离子晶体的阴阳离子所带的电荷数、离子半径的大小以及离子晶体的结构。,为何Na2O的晶格能大于NaF的,而KCl的晶格能大于KI的? 答案:晶格能与离子所带的电荷成正比,而与离子半径的大小成反比。在Na2O和NaF中,O2-所带的电荷比F-的多,故Na2O的晶格能大于NaF的;而KCl和KI中,Cl-的半径小于I-

4、的,故KCl的晶格能大于KI的。,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,一、离子晶体的物理性质 1.离子晶体具有较高的熔点、沸点,难挥发。要克服离子键使离子晶体熔化和沸腾,就需要较多的能量,故离子晶体具有较高的熔点、沸点,并且难挥发。 2.离子晶体硬而脆。离子晶体中,阴、阳离子间有较强的离子键,离子键表现了较大的硬度,当晶体受到冲击力作用时,部分离子键发生断裂,导致晶体破碎。,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,3.离子晶体不导电,熔融或溶于水后能导电。离子晶体中,离子键较强,无自由移动的离子,因此离子晶体不导电。当升高温度时,阴、阳离子获得足够能量,克服了离子间的相互作

5、用,成了自由移动的离子,在外界电场作用下,离子定向移动而导电。离子化合物溶于水时,阴、阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子(或水合离子),在外界电场作用下,阴、阳离子定向移动而导电。 4.大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中,难溶于非极性溶剂(如汽油、煤油)中。,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,为什么大多数离子晶体易溶于水而难溶于CCl4? 答案:大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中,难溶于非极性溶剂(如苯、CCl4)中。当把离子晶体放在水中时,极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引,使晶体中的离子克服离子间的作用而离开晶体,变成在水中自由移动的离子。,一,二,知识精要,

6、思考探究,典题例解,迁移应用,【例1】 下列性质适合于离子晶体的是( ) (导学号52700048) 熔点1 070 ,易溶于水,水溶液能导电 熔点10.31 ,液态不导电,水溶液能导电 能溶于CS2,熔点112.8 ,沸点444.6 熔点97.81 ,质软,导电,密度0.97 gcm-3 熔点-218 ,难溶于水 熔点3 900 ,硬度很大,不导电 难溶于水,固态时能导电,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. 解析:离子晶体液态时能导电,难溶于非极性溶剂,熔点较高、质硬而脆,固体不导电,故均不符合离子晶体的特点;中物质熔点达3 900 ,硬度很

7、大,应是原子晶体。故只有符合题意。 答案:A,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,碱金属和卤素形成的化合物大多具有的性质是 ( ) 较高沸点 能溶于水 水溶液能导电 熔点很低 熔融状态不导电 A. B. C. D. 解析:碱金属与卤素形成的化合物为离子晶体,离子晶体具有较高的熔、沸点,在熔融状态下能导电;溶于水后形成自由移动的离子,也能导电。 答案:A,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,二、影响离子晶体结构的因素,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,正负离子半径比与配位数的关系,2.电荷因素 在NaCl晶体、CsCl晶体中,由于正负离子电荷数(绝对值)相同,因而正负离子的个数

8、相同,结果导致正负离子的配位数相同。若正负离子的电荷数不相同,正负离子的个数必定不相同,正负离子的配位数就不会相同(如CaF2晶体)。因此正负离子的电荷比是决定离子晶体结构的重要因素,简称电荷因素。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,【例2】 钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体,结构如图所示,有关说法不正确的是( ) A.该晶体属于离子晶体 B.晶体的化学式为Ba2O2 C.该晶体晶胞结构与NaCl相似 D.与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有12个 答案:B,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,金属晶体和离子晶体是重要晶体类型。下列关于它们的说法中,正确的是( ) (导学号5

9、2700049) A.金属晶体和离子晶体在固态时都能导电 B.在镁晶体中,1个Mg2+只与2个价电子存在强烈的相互作用 C.金属晶体和离子晶体都可采取“紧密堆积”方式,原子晶体都可采取“非紧密堆积”方式 D.金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等相互作用,很难断裂,因而都具有延展性 解析:离子晶体在固态时不导电,A项错;在金属晶体中,价电子为所有阳离子共用,B项错;离子晶体无延展性,D项错。 答案:C,案例探究,方法总结,氧化钙在2 973 K时熔化,而氯化钠在1 074 K时熔化,两者的离子间距离和晶体结构类似,有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是( ) (导学号52700050)

10、 A.氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多 B.氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大 C.氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同 D.在氧化钙与氯化钠的离子核间距类似的情况下,晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定 解析:CaO和NaCl比较,二者离子间距离和晶体结构类似,而Ca2+和O2-所带电荷数均比Na+、Cl-多,所以CaO的晶格能比NaCl的大,CaO中的离子键强,其熔点比NaCl的高。 答案:C,案例探究,方法总结,晶格能的大小主要根据库仑定律判断,由库仑定律知:晶格能与电荷数成正比,与离子核间距成反比。即 。q(离子电荷)越大,r(离子核间距)越小, U(晶格能)越大,离子键越强,物质的熔点越高。,