离子晶体(优质课)

1、4、离子晶体,晶体结构与性质第三章第四节,知识回顾：离子键,2.成键的微粒：阴,阳离子。,3.成键的本质:阴阳离子间的静电作用。,4.成键的条件:活泼金属元素的原子和活泼的非金属元素的原子。,1.定义:使阴、阳离子结合成离子化合物的静电作用。,(1).活泼的金属元素(IA,IIA)和活泼的非金属元素(VIA、VIIA）形成的化合物。,(2).活泼的金属元素和酸根离子（或氢氧根离子）形成的化合物。,5.常见的离子化合物,(4).从物质类别的角度来说,离子化合物通常包括强碱、大多数盐和活泼金属氧化物。,(3).铵根和酸根离子（或活泼非金属元素离子）形成的盐。,6.离子键的特征,没有方向性:阴阳离子是球形对称的,电荷的分布也是球形对称的,它们在空间各个方向上的静电作用相同,都可以和带不同电荷的离子发生作用。 没有饱和性:在静电作用能达到的范围内,只要空间条件允许,一个离子可以多个离子发生作用。,重晶石 BaSO4,莹石 CaF2,胆矾 CuSO45H2O,明矾 KAl(SO4)212H2O,1、定义： 2、结构特点： (1)成键粒子： (2)相互作用力：,强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。

2、,由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。,阴、阳离子,离子键,一、离子晶体,常见的离子晶体：,无单个分子存在;NaCl不表示分子式。,有无单个分子存在?,(2) 硬度 。,3、离子晶体物理性质的特点：,(1) 熔沸点 , 难挥发难压缩。,较高,较大,(3) 水溶性,(4) 导电性,阅读课本P79最后一段,结合氯化钠晶体的结构,你认为离子晶体物理性质有何特点?,离子电荷越多,核间距离越小,熔沸点升高。,一般易溶于水,而难溶于非极性溶剂。,固态不导电,水溶液或者熔融状态下能导电。,1、下列性质适合于离子晶体的是（ ） A、熔点1070，易溶于水，水溶液能导电 B、熔点10.31，液态不导电，水溶液导电 C、能溶于CS2，熔点112.8，沸点444.6 D、熔点97.81，质软，导电，密度0.97g/cm3,2、离子晶体不导电，为什么熔化后或溶于水 后能导电？,A,提示:是否有自由移动的带电微粒.,主要考查:,概念、结构、性质(物理性质),随堂练习:,钠离子和氯离子在晶胞中的位置：,4、几种常见的离子晶体的晶胞结构：,(1)氯化钠型晶胞,氯离子：体心和棱中点; 钠离子：面心和顶点.,离子

3、晶体种类繁多,结构多样,Na+,Cl-,或者反之;,交错排列,计算方法：均摊法 顶点占1/8；棱占1/4；面心占1/2；体心占1,每个NaCl晶胞含Na+、Cl-的个数?,Na+:,Cl-:,Na+,Cl-,（2）CsCl晶胞,铯离子和氯离子的位置？,铯离子： 氯离子：,每个晶胞含铯离子、氯离子的个数？,铯离子： 氯离子：,或者反之,1个；,1个。,体心,顶点,Cl-,Cs+,NaCl 和 CsCl 晶胞,配位数:离子晶体中,一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。缩写为C. N.。,P78科学探究1：,找出NaCl、CsCl两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等？,NaCl晶体中阴、阳离子的配位数,Na+的配位数为：,Cl-的配位数为：,6,6,每个Cl- 周围与之最接近且距离相等的Na+共有 个。,6,这几个Na+在空间构成的几何构型为 。,正八面体,NaCl晶体中离子的配位数,CsCl的晶体结构及晶胞构示意图,Cs+的配位数为：,Cl-的配位数为：,8,8,在氯化铯晶体中，每个Cl-(或Cs+)周围与之最接近且距离相等的Cs+(或Cl-)共有 ；这几个Cs+(或Cl-)

4、在空间构成的几何构型为 ；在每个Cs+周围距离相等且最近的Cs+共有 ；这几个Cs+(或Cl-)在空间构成的几何构型为 ；,CsCl晶体,8个,立方体,6 个,正八面体,6,6,1:1,8,8,1:1,科学探究1：,找出NaCl、CsCl两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等？,3.CaF2 (萤石)型晶胞,Ca2+的配位数:,F-的配位数:,（1）立方晶系，面心立方晶胞。,（2） Ca2+立方最密堆积，F-填充在全部 四面体空隙中。,（3）配位数,4个Ca2+和8个F-,CaF2晶体中Ca2+ 和F-的位置关系如何?一个CaF2晶胞中含Ca2+ 、F-个数是多少?,8,4,(4)ZnS型晶胞,阳离子的配位数：,阴离子的配位数：,一个ZnS晶胞中含：,4,4,4个阳离子和4个阴离子,科学探究：,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35、表36分析影响离子晶体中离子配位数的因素。,P79科学探究2：,根据表35、表36分析,你能得出影响离子晶体中离子配位数的什么因素。,结论： 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。

5、一般决定配位数的多少:正负离子的半径比越大,配位数越多.,NaCl、 CsCl阴阳离子配位数的比值都是1:1关系,原因是什么呢?是否所有的离子晶体的阴阳离子配位数的比值都是1:1关系呢?请阅读P79,影响离子晶体中离子配位数的因素还有哪些?,5、决定离子晶体结构的因素,（1）几何因素 （2）电荷因素 （3）键性因素,晶体中正负离子的半径比.,晶体中正负离子的电荷比.,离子键的纯粹因素,一般决定配位数的多少:正负离子的半径比越大,配位数越多.,正负离子电荷比=正负离子的配位数比 =正负离子的数目反比,1、下列各指定微粒的数目之比不是1:1的是 A、Na2O2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 C、 离子中的质子和中子 D、NH4Cl溶液中铵根离子和氯离子,2、CaF2 晶体中正离子的配位数8,负离子的配位数为 。 TiO2晶体中正离子的配位数为6，负离子的配位数为多少？ ZnS晶体中负离子的配位数是4,正离子的配位数为多少？,4,3,4,AD,科学视野,复杂离子晶体碳酸盐的热分解温度高低规律,以碱土金属碳酸盐为例（碱金属碳酸盐分解温度甚高，在此不予讨论）

6、,热分解机理,实验数据,分析实验数据、结合分解机理可知,阳离子半径越大，碱土金属碳酸盐的分解温度越高,1 ) 若已知NaCl的摩尔质量为 M g/mol 晶胞的边长为a cm，设阿伏加德常数为 NA，则NaCl晶体的密度为: _g/cm3,晶胞法：,小立方体法：,二.晶格能,1.定义：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值。,2、影响晶格能大小因素：,离子晶体中阴阳离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，晶格能越大。,(2)岩浆晶出规则与晶格能的关系,3.晶格能的应用：,(1)晶格能越大，离子晶体越稳定，离子晶体的熔沸点越高，硬度越大。,晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中冷却下来，从而先结晶。,1、若晶体类型不同，一般情况下： 原子晶体离子晶体分子晶体。,【总结】,物质的熔点与晶体类型的关系,2、若晶体类型相同,则有:,离子晶体中，结构相似时，离子半径越小，离子电荷越高，晶格能越大，离子键就越强，熔点就越高。,原子晶体中,结构相似时,原子半径越小,共价键键长越短,键能越大,熔点越高。,分子晶体中(不含氢键时),分子组成和结构相似时,相对分子质量越大,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，金属键就越强，熔点就越高。合金的熔点比它的各成分金属的熔点低。,各类型离子晶体晶胞的比较,Na+：,6,Cl-：,6,Cs+：,Cl-：,8,8,Zn2+：,S2-：,4,4,Ca2+：,F-：,4,8,Na+：,Cl-：,Cs+：,Cl-：,Zn2+：,S2-：,Ca2+：,F-：,Na+：,Cl-：,Cs+：,Cl-：,Zn2+：,S2-：,Ca2+：,F-：,6,6,8,8,4,4,4,8,4,4,1,1,4,4,8,4,KBr AgCl、MgO、CaS、BaSe,ZnS、AgI、 BeO,CsCl、CsBr、CsI、TlCl,碱土金属卤化物、碱金属氧化物。,

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