高中化学苏教版选修3专题3第二单元离子键离子晶体课件31张.ppt

专题专题3 微粒间作用力与物质性质微粒间作用力与物质性质 第二单元第二单元 离子键离子键 离子晶体离子晶体 专题专题3 微粒间作用力与物质性质微粒间作用力与物质性质 [课程标准课程标准] 1．加深对离子键的认识，理解离子键没有饱和性、没有方向．加深对离子键的认识，理解离子键没有饱和性、没有方向性的特点性的特点 2．认识几种典型的离子晶体．认识几种典型的离子晶体 3．能大致判断离子键的强弱，了解晶格能的概念，能说明晶．能大致判断离子键的强弱，了解晶格能的概念，能说明晶格能的大小与离子晶体性质的关系格能的大小与离子晶体性质的关系 4．能识别氯化钠、氯化铯等晶胞结构．能识别氯化钠、氯化铯等晶胞结构 一、离子键的形成一、离子键的形成 阴、阳离子阴、阳离子 间通过间通过_______________静电作用静电作用 形成的化形成的化1．概念：．概念：_______________学键 静电引力静电引力 2．形成：在离子化合物中，阴、阳离子之间的．形成：在离子化合物中，阴、阳离子之间的___________使阴、阳离子相互吸引，阴离子的核外电子与阳离子的核外使阴、阳离子相互吸引，阴离子的核外电子与阳离子的核外电子之间、阴离子的原子核与阳离子的原子核之间的电子之间、阴离子的原子核与阳离子的原子核之间的静电斥力静电斥力 _______________使阴、阳离子相互排斥。

当阴、阳离子之间使阴、阳离子相互排斥当阴、阳离子之间平衡平衡 时，阴、阳离子保持一时，阴、阳离子保持一的静电引力和静电斥力达到的静电引力和静电斥力达到_________离子键离子键 定的平衡核间距，形成稳定的定的平衡核间距，形成稳定的_______________，整个体系达，整个体系达能量最低能量最低 到到_______________状态 3．根据元素的金属性和非金属性差异，金属性较强的金属原．根据元素的金属性和非金属性差异，金属性较强的金属原子与非金属性较强的非金属原子间易形成离子键例如子与非金属性较强的非金属原子间易形成离子键例如: 、、ⅡⅡA族元素与族元素与ⅥⅥA、、ⅦⅦA族元素易形成离子键族元素易形成离子键 ⅠⅠA方向方向 性和性和________饱和饱和 性性. 4．离子键的特点：离子键没有．离子键的特点：离子键没有_________1．离子晶体一定含离子键，一定不含共价键吗？．离子晶体一定含离子键，一定不含共价键吗？ 提示：提示：不一定离子晶体中可能含有共价键，如不一定离子晶体中可能含有共价键，如NaOH、、 Na2O2 等 二、离子晶体二、离子晶体 阳离子阳离子 阴离子阴离子 1．概念：由．概念：由_______________和和_______________通过通过离子键离子键 _______________结合而成的晶体。

结合而成的晶体 熔点熔点 2．物理性质：一般来说，离子晶体具有较高的．物理性质：一般来说，离子晶体具有较高的___________硬度硬度 和较大的和较大的_______________这些性质都是因为离子晶体中存这些性质都是因为离子晶体中存在着离子键，若要破坏这种作用需要获得能量在着离子键，若要破坏这种作用需要获得能量 3．晶格能．晶格能(U) (1)概念：拆开概念：拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离－－1 kJ·mol子时所吸收的能量，单位为子时所吸收的能量，单位为 _______________ (2)意义：晶格能用来衡量离子晶体中阴、阳离子间静电作用意义：晶格能用来衡量离子晶体中阴、阳离子间静电作用 的大小 (3)影响因素：在离子晶体中，离子半径越小，离子所带的影响因素：在离子晶体中，离子半径越小，离子所带的 电电越多越多 荷数荷数_______________，则晶格能越大晶格能越大，阴、阳，则晶格能越大晶格能越大，阴、阳离子间的离子键就越牢固，形成的离子晶体就越稳定，离子间的离子键就越牢固，形成的离子晶体就越稳定， 而而 且且越大越大 熔点越高，硬度熔点越高，硬度_______________。

4．氯化钠、氯化铯的晶体结构特征．氯化钠、氯化铯的晶体结构特征 6 (1)NaCl型晶体结构模型型晶体结构模型(左下图左下图)：配位数为：配位数为__________ 6 ①①在在NaCl晶体中，每个晶体中，每个Na＋＋周围同时吸引着周围同时吸引着____________ 个个6 Cl－－，每个，每个Cl－－周围也同时吸引着周围也同时吸引着_______________个个Na＋＋ 12 ②②每个每个Na＋＋周围与它最近且等距的周围与它最近且等距的Na＋＋有有____________ 个个,每每6 个个Na＋＋周围与它最近且等距的周围与它最近且等距的Cl－－有有_______________个 8 (2)CsCl 型晶体结构模型型晶体结构模型(右下图右下图)：配位数为：配位数为____________ 6 ②②每个每个Cs＋＋与与_______________个个Cs＋＋等距离相邻，每个等距离相邻，每个Cs＋＋8 与与_______________个个Cl－－等距离相邻等距离相邻 2．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：不是，全部由非金属元素形成的晶体，也可能不是，全部由非金属元素形成的晶体，也可能 是离是离 子子 晶体，如铵盐。

晶体，如铵盐 1．能以离子键相结合生成．能以离子键相结合生成A2B型型(B为阴离子为阴离子)离子化合物的是离子化合物的是( D ) A．原子序数为．原子序数为11和和17 C．原子序数为．原子序数为13和和17 B．原子序数为．原子序数为20和和9 D．原子序数为．原子序数为19和和16 解析：解析：A项中生成项中生成NaCl离子化合物，离子化合物，B项中生成项中生成CaF2离离 子子 化化合物，合物，C项中生成项中生成AlCl3共价化合物，共价化合物，D项中生成项中生成K2S 离离 子子 化化合物，故选合物，故选D 2．．(2019· 南宁高二检测南宁高二检测)为了确定为了确定SbCl3、、SbCl5、、SnCl4 是是 否否为离子化合物为离子化合物,可以进行下列实验可以进行下列实验,其中合理、可靠的是其中合理、可靠的是( ) 实验实验 结论结论 常温下观察，常温下观察，SbCl5为黄色为黄色结论：结论：SbCl5和和SnCl4都是都是A 液体，液体，SnCl4为无色液体为无色液体 离子化合物离子化合物 测定三种物质的熔点，依次测定三种物质的熔点，依次结论：结论：SbCl3、、SbCl5、、B 为为73.5 ℃℃、、2.8 ℃℃、－、－33 ℃℃ SnCl4都不是离子化合物都不是离子化合物 将三种物质分别溶解于水中，将三种物质分别溶解于水中，结论：结论：SbCl3、、SbCl5、、C 各滴入各滴入HNO3酸化的酸化的AgNO3SnCl4都是离子化合物都是离子化合物 溶液，产生白色沉淀溶液，产生白色沉淀 结论：结论：SbCl3、、SbCl5、、测定三种物质水溶液导电性，测定三种物质水溶液导电性，D SnCl4都是离子化合物都是离子化合物 发现它们都可以导电发现它们都可以导电 解析：选解析：选B。

离子化合物一般熔、沸点较高离子化合物一般熔、沸点较高,熔融态可导电熔融态可导电;分分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电，如子晶体溶于水后也可以发生电离而导电，如HCl等；等；HCl溶于溶于 水电离产生水电离产生Cl－－，也能与，也能与HNO3酸化的酸化的AgNO3溶液反应，产生溶液反应，产生白色沉淀，故白色沉淀，故A、、C、、D都不可靠都不可靠 3．下列关于晶格能的说法中正确的是．下列关于晶格能的说法中正确的是( C ) A．晶格能指形成．晶格能指形成1 mol 离子键所放出的能量离子键所放出的能量 B．晶格能指破坏．晶格能指破坏1 mol 离子键所吸收的能量离子键所吸收的能量 C．晶格能指．晶格能指1 mol 离子化合物中的阴、阳离子由相互远离的离子化合物中的阴、阳离子由相互远离的气态离子结合成离子晶体时所放出的能量气态离子结合成离子晶体时所放出的能量 D．晶格能的大小与晶体的熔点、硬度都无关．晶格能的大小与晶体的熔点、硬度都无关 解析：晶格能指解析：晶格能指1 mol离子化合物中阴、阳离子由相互远离的离子化合物中阴、阳离子由相互远离的气态离子结合成离子晶体时放出的能量。

气态离子结合成离子晶体时放出的能量 4．下列性质中，可以证明某化合物内一定存在离子键的是．下列性质中，可以证明某化合物内一定存在离子键的是 ( D ) A．可溶于水．可溶于水 B．具有较高的熔点．具有较高的熔点 C．水溶液能导电．水溶液能导电 D．熔融状态能导电．熔融状态能导电 解析：某些共价化合物也是可以溶于水的解析：某些共价化合物也是可以溶于水的,如如HCl、、H2SO4等等,而而有些离子化合物是难溶于水的，如有些离子化合物是难溶于水的，如BaCO3、、Cu(OH)2等，所以等，所以 A项错误；通常共价化合物具有较低的熔点，而离子化合物具项错误；通常共价化合物具有较低的熔点，而离子化合物具有较高的熔点，但共价化合物有较高的熔点，但共价化合物AlCl3的熔点较高，离子化合物的熔点较高，离子化合物(NH4)2CO3的熔点较低，所以的熔点较低，所以B项错误；共价化项错误；共价化 合物合物HC l溶溶 于于水形成能导电的溶液，所以水形成能导电的溶液，所以C项错误；共价化合物不含离子项错误；共价化合物不含离子,以以分子形式存在，在熔融状态下也不会电离出离子，所以不能导分子形式存在，在熔融状态下也不会电离出离子，所以不能导电，而离子化合物可以电离出离子，所以电，而离子化合物可以电离出离子，所以D项正确。

项正确 离子键的形成离子键的形成 探究导引探究导引1 从原子结构的角度说明氯化钠中离子键的形成从原子结构的角度说明氯化钠中离子键的形成 过程 22s22p63s1，易失去最外层，易失去最外层 的的提示：提示：钠原子的电子排布式为钠原子的电子排布式为1s 一个电子，达到氖原子的电子排布一个电子，达到氖原子的电子排布.形成稳定的钠离子形成稳定的钠离子(Na＋＋: 1s22s22p6)；氯原子的电子排布式为；氯原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5，易得到一，易得到一个电子，达到氩原子的电子排布，形成稳定的氯离子个电子，达到氩原子的电子排布，形成稳定的氯离子(Cl－－: 1s22s22p63s23p6)；然后钠离子；然后钠离子(阳离子阳离子)和氯离子和氯离子(阴离子阴离子) 间以间以离子键相结合形成氯化钠晶体离子键相结合形成氯化钠晶体 探究导引探究导引2 离子键的形成过程中，只表现为阴、阳离子间的离子键的形成过程中，只表现为阴、阳离子间的静电吸引作用吗？静电吸引作用吗？ 提示：提示： 不是离子键的实质是静电作用，阴、阳离子之间的不是离子键的实质是静电作用，阴、阳离子之间的静电引力使阴、阳离子相互吸引，阴离子的核外电子与阳静电引力使阴、阳离子相互吸引，阴离子的核外电子与阳 离离子的核外电子之间、阴离子的原子核与阳离子的原子核之子的核外电子之间、阴离子的原子核与阳离子的原子核之 间间的静电斥力使阴、阳离子相互排斥，当阴、阳离子间的静的静电斥力使阴、阳离子相互排斥，当阴、阳离子间的静 电电引力和静电斥力达到平衡时，阴、阳离子保持一定的平衡引力和静电斥力达到平衡时，阴、阳离子保持一定的平衡 核核间距，形成稳定的离子键，整个体系达到能量最低状态。

间距，形成稳定的离子键，整个体系达到能量最低状态 常见的离子化合物常见的离子化合物 1．活泼的金属元素．活泼的金属元素(ⅠⅠA、、ⅡⅡA)和活泼的非金属元素和活泼的非金属元素 (ⅥⅥA、、ⅦⅦA)形成的化合物形成的化合物 2．活泼的金属元素和酸根离子．活泼的金属元素和酸根离子(或氢氧根离子或氢氧根离子)形成的化合物形成的化合物. 3．铵根离子和酸根离子．铵根离子和酸根离子(或活泼非金属元素离子或活泼非金属元素离子)形成的盐形成的盐 1．下列叙述正确的是．下列叙述正确的是( C ) A．离子键有饱和性和方向性．离子键有饱和性和方向性 B．离子化合物只含有离子键．离子化合物只含有离子键 C．有些离子化合物既含有离子键又含有共价键．有些离子化合物既含有离子键又含有共价键 D．离子化合物中一定含有金属元素．离子化合物中一定含有金属元素 解析：一种离子对带异种电荷离子的吸引作用与其所处的解析：一种离子对带异种电荷离子的吸引作用与其所处的 方方向无关，所以离子键无方向性，一种离子可以尽可能多地向无关，所以离子键无方向性，一种离子可以尽可能多地 吸吸引带异种电荷的离子，所以离子键无饱和性；离子化合物引带异种电荷的离子，所以离子键无饱和性；离子化合物 中中一定含有离子键，可能含有共价键，如一定含有离子键，可能含有共价键，如NaOH；离子化合；离子化合 物物中不一定含有金属元素，如中不一定含有金属元素，如NH4Cl。

离子晶体离子晶体 探究导引探究导引1 为什么不同的阴、阳离子结合成晶体时会形成配为什么不同的阴、阳离子结合成晶体时会形成配位数不同的空间构型呢？位数不同的空间构型呢？ 提示：提示： 因为在某种结构下该离子化合物的晶体最稳定，因为在某种结构下该离子化合物的晶体最稳定， 体体 系系的能量最低一般决定离子晶体构型的主要因素有阴的能量最低一般决定离子晶体构型的主要因素有阴 、阳、阳 离离子的半径比的大小和离子的电子层构型等子的半径比的大小和离子的电子层构型等 探究导引探究导引2 “NaCl”表示氯化钠的分子吗表示氯化钠的分子吗?一个一个NaCl晶胞中晶胞中,含有含有Na＋＋、、Cl－－各多少？每个各多少？每个Na＋＋周围有几个周围有几个Cl－－？每个？每个Na＋＋周围有几个周围有几个Na＋＋？？ 提示：提示：NaCl 晶体中不存在单个的晶体中不存在单个的 NaCl ＋＋分子，每个分子，每个 Na 周围同时吸引着周围同时吸引着 6个个 Cl ，每个，每个 Cl 周围也同时吸引着周围也同时吸引着 6个个 ＋＋＋＋Na 在每个 Na 周围最近且等距离的周围最近且等距离的 ＋＋－－Na 有有 12个个(同层同层 4 个，上层个，上层 4 个，下层个，下层 4 个个)，在每个，在每个 Cl 周周围最近且等距离的围最近且等距离的 Cl 亦有亦有 12个。

在个在 NaCl 晶体的最小结构单晶体的最小结构单1元元(一个晶胞一个晶胞)中，含中，含 Cl ：：1＋＋12× ＝＝4；； 4－－－－－－－－11＋＋－－含含 Na ：： 8× ＋＋6× ＝＝4 故故 Na 与与 Cl 个数比为个数比为 4∶∶4＝＝1∶∶82＋＋1所以，所以，化学式化学式 NaCl 是表示该离子晶体中离子的个数是表示该离子晶体中离子的个数比只有在蒸气状态时，才有单个的氯化钠分子只有在蒸气状态时，才有单个的氯化钠分子 常见的常见的AB型离子晶体有型离子晶体有NaCl型、型、CsCl型、型、ZnS型等多种类型型等多种类型. 晶体类型晶体类型 NaCl型型 CsCl型型 ZnS型型 晶胞晶胞 Cl－－—大球大球 Na＋＋—小球小球 Cl－－—大球大球 Cs＋＋—小球小球 Zn2＋＋—大球大球 S2－－—小球小球 晶体类型晶体类型 NaCl型型 CsCl型型 ZnS型型 Li、、Na、、K和和 符合类型符合类型 Rb的卤化物的卤化物, AgF、、MgO等等 配位数配位数 6、、6 CsBr、、CsI、、NH4Cl等等 BeO、、BeS 等等 8、、8 4、、4  2．一种离子晶体的晶胞结构如图所示。

其中阳离子．一种离子晶体的晶胞结构如图所示其中阳离子A 用用 表示，阴离子表示，阴离子 B用用 表示 4 (1)每个晶胞中含每个晶胞中含A的数目为的数目为_______ 8 个 个，含个，含B的数目为的数目为________(2)若若A的核外电子排布与的核外电子排布与Ar的相同，的相同， B的核外电子排布与的核外电子排布与Ne的相同，则该的相同，则该 CaF2 离子化合物的化学式为离子化合物的化学式为________8 ，阴离子的配位，阴离子的配位(3)该离子晶体中阳离子的配位数为该离子晶体中阳离子的配位数为________4 数为数为________11解析：解析： (1)A 在顶点与面心，在顶点与面心，属于该晶胞数目：属于该晶胞数目：8× ＋＋6× ＝＝82＋＋2－－14，，B在体内，共有在体内，共有 8 个2)个数比为个数比为 1∶∶2，，AB2，所以，所以A→Ca、、B→F3)每个顶点上的每个顶点上的 A 与与 8 个晶胞中的个晶胞中的 8 个个B 配位，配位，1 个个 B与与 1 个顶点、个顶点、3 个面心的个面心的 A 配位 晶胞的分析晶胞的分析 某离子晶体的晶胞结构如图所示。

试求：某离子晶体的晶胞结构如图所示试求： 4 (1)晶体中每一个晶体中每一个Y同时吸引着同时吸引着________ 个个X，每一个，每一个X同时吸引着同时吸引着________8 个个Y, XY2(或或Y2X) 该晶体的化学式是该晶体的化学式是____________(2)晶体中在每个晶体中在每个X周围与它最接近且周围与它最接近且 12 个 距离相等的距离相等的X共有共有________(3)晶体中距离最近的晶体中距离最近的2个个X与一个与一个Y形成的夹角形成的夹角(XYX)为为109.5 °° ________[思路点拨思路点拨] 离子晶体的化学式可由晶胞中粒子中离子晶体的化学式可由晶胞中粒子中 的连的连 接接 情情况分析可得况分析可得 [解析解析] (1)观察图形，观察图形，Y位于晶胞立方体内，与位于晶胞立方体内，与Y成键的成键的X 全全部在图中显示，每个部在图中显示，每个Y吸引吸引4个个XX位于晶胞立方体的位于晶胞立方体的8个个 顶顶点和点和6个面心，假如以顶点个面心，假如以顶点X计算它吸引的计算它吸引的Y数，很清楚地数，很清楚地 看看到，每个顶点到，每个顶点X在本晶胞内只与在本晶胞内只与1个个Y吸引，因为顶点吸引，因为顶点X是是8 个个晶胞的共同顶点，每个晶胞应与本晶胞相同，有晶胞的共同顶点，每个晶胞应与本晶胞相同，有1个个Y与这与这 个个顶点顶点X相吸引，所以每个相吸引，所以每个X同时吸引的同时吸引的Y是是8个。

个X、、Y的配的配 位位数之比为数之比为8∶∶4，所以化学式应为，所以化学式应为XY2或或Y2X (2)跟跟1个个X紧邻的其他紧邻的其他X数目有数目有12个观察时可以一个顶点个观察时可以一个顶点 X为准，它同时处于互为垂直关系的三个平面上，每个平面为准，它同时处于互为垂直关系的三个平面上，每个平面 上上有有4个个X与它紧邻，故共有与它紧邻，故共有12个 (3)图中可看出来，每个图中可看出来，每个Y向四周伸出向四周伸出4个化学键，其形与个化学键，其形与CH4的四个键是相同的，键的夹角为的四个键是相同的，键的夹角为109.5 °°如果要证明得更详如果要证明得更详细些，我们可以通过晶胞中心，把晶胞再细些，我们可以通过晶胞中心，把晶胞再“切切”上互相垂直的上互相垂直的“三刀三刀”，使晶胞成为，使晶胞成为8个小立方体这时个小立方体这时8个个Y正位于正位于8个小立个小立方体的中心，而方体的中心，而X位于小立方体互为对角关系的位于小立方体互为对角关系的4个顶点上个顶点上这这4个个X构成一个正四面体，构成一个正四面体，Y恰好在正四面体的体心，角恰好在正四面体的体心，角XYX为为109.5 °° [规律方法规律方法] 原子原子X的周围有的周围有a个个Y，，Y原子周围有原子周围有b个个X，则化，则化学式为学式为XbYa。

晶格能的大小比较晶格能的大小比较 NaF 、、NaI、、MgO均为离子化合物，根据下列数据均为离子化合物，根据下列数据,这这三种化合物的熔点高低顺序是三种化合物的熔点高低顺序是( ) 物质物质 离子电荷数离子电荷数 键长键长/10－－10 m ①①NaF ②②NaI ③③MgO 1 2.31 1 3.18 2 2.10 A.①①>②②>③③ B ．．③③>①①>②② C．．③③>②②>①① D ．．②②>①①>③③ [思路点拨思路点拨] 离子晶体的熔点高低，取决于晶格能的大小离子晶体的熔点高低，取决于晶格能的大小而晶格能的大小与离子电荷数以及粒子半径有关而晶格能的大小与离子电荷数以及粒子半径有关 [解析解析] 离子晶体的熔点与离子键强弱有关，离子晶体的熔点与离子键强弱有关，而离子键的强而离子键的强Q1·Q2弱可借助物理学公式：弱可借助物理学公式： F＝＝k2 判断，即由离子电荷数判断，即由离子电荷数r多少和离子半径大小进行判断离子所带电荷数越多，离多少和离子半径大小进行判断。

离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，晶体的熔点越高故此可判断子半径越小，离子键越强，晶体的熔点越高故此可判断答案为答案为 B [答案答案] B [规律方法规律方法] 离子半径大小离子半径大小? ?离子晶体离子晶体决定决定? ?――→ 离子键强弱离子键强弱 ―→ 熔沸点高低熔沸点高低? ?离子电荷多少离子电荷多少? ?本部分内容讲解结束 按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放 。