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1、第四节 离子晶体第一页，本课件共有32页 1.NaCl1.NaCl晶体是典型的离子化合物晶体是典型的离子化合物,其中存其中存 在哪些微粒在哪些微粒?试写出试写出NaClNaCl的电子式的电子式.2.2.上述离子是通过怎样的相互作用结合成上述离子是通过怎样的相互作用结合成 晶体的呢晶体的呢?你知道吗？3.离子晶体中微粒间的作用是什么？离子晶体中微粒间的作用是什么？第二页，本课件共有32页一、离子晶体一、离子晶体 1.定义：由阳离子和阴离子通过离子键结定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。合而成的晶体。2.2.组成微粒组成微粒：阴、阳离子阴、阳离子 3.3.相互作用相互作用：离子键离子键
2、 4.4.种类繁多种类繁多 强碱、活泼金属氧化物、绝大强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐多数盐第三页，本课件共有32页钠离子和氯离子在晶胞中的位置：钠离子和氯离子在晶胞中的位置：6.6.几种常见的离子晶体的晶胞结构：几种常见的离子晶体的晶胞结构：(1)(1)氯化钠型晶胞氯化钠型晶胞氯离子：体心和棱中点氯离子：体心和棱中点钠离子：面心和顶点钠离子：面心和顶点NaNa+ClCl-或者反之或者反之;交错排列交错排列第四页，本课件共有32页计算方法：均摊法计算方法：均摊法顶点占顶点占1/81/8；棱占；棱占1/41/4；面心占；面心占1/21/2；体心占；体心占1 1 每个每个NaClNaCl晶胞含晶胞
3、含NaNa+、ClCl-的个数的个数?Na+:Cl-:NaNa+ClCl-第五页，本课件共有32页交流与讨论交流与讨论 请根据刚才学习氯化钠结构的方请根据刚才学习氯化钠结构的方法研究氯化铯的空间结构法研究氯化铯的空间结构第六页，本课件共有32页（2 2）CsClCsCl晶胞晶胞每个晶胞含铯离子、氯离每个晶胞含铯离子、氯离子的个数？子的个数？铯离子：铯离子：氯离子：氯离子：1 1个个1 1个个ClCl-CsCs+铯离子和氯离子的位置？铯离子和氯离子的位置？铯离子：铯离子：氯离子：氯离子：或者反之或者反之体心体心顶点顶点第七页，本课件共有32页图图3-27NaCl晶胞晶胞CsCl晶胞晶胞 在在Na
4、ClNaCl晶体中，与晶体中，与NaNa+(Cl(Cl-)等距离且最等距离且最近的近的ClCl-(Na(Na+)有几个？有几个？在在CsClCsCl晶体中，与晶体中，与CsCs+(Cl(Cl-)等距离且最等距离且最近的近的ClCl-(Cs(Cs+)有几个？有几个？第八页，本课件共有32页 晶体中的配位数晶体中的配位数:【在在离离子子晶晶体体中中离离子子的的配配位位数数(缩缩写写为为C.N.)C.N.)是是指指一一个个离离子子周周围围最最邻邻近近的的异异电电性性离离子子的的数数目目】。图图3-27NaCl晶胞晶胞CsCl晶胞晶胞第九页，本课件共有32页P P7878科学探究科学探究1 1离子离子
5、晶体晶体阴离子的阴离子的配位数配位数阳离子的阳离子的配位数配位数阴阳离子的阴阳离子的配位数比配位数比NaClNaClCsClCsCl第十页，本课件共有32页-Cl-Na+NaClNaCl的晶体结构模型的晶体结构模型第十一页，本课件共有32页NaClNaCl晶体中阴、阳离子的配位数晶体中阴、阳离子的配位数NaNa+的配位数为：的配位数为：ClCl-的配位数为：的配位数为：66第十二页，本课件共有32页第十三页，本课件共有32页-Cs+-Cl-CsClCsCl的晶体结构示意图的晶体结构示意图第十四页，本课件共有32页离子离子晶体晶体阴离子的阴离子的配位数配位数阳离子的阳离子的配位数配位数阴阳离子配
6、位阴阳离子配位数的比值数的比值NaClNaClCsClCsCl661:1881:1科学探究科学探究1 1：找出找出NaClNaCl、CsClCsCl两种离子晶体中阳离子和阴离两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等？子的配位数，它们是否相等？第十五页，本课件共有32页 NaClNaCl、CsClCsCl都是同一主族的都是同一主族的氯化物氯化物,且都是且都是ABAB型，为什么它型，为什么它们的配位数却不相同呢们的配位数却不相同呢(NaCl(NaCl的的是是6,CsCl6,CsCl的是的是8)?8)?第十六页，本课件共有32页根据表根据表3-53-5、表、表3-63-6分析分析,你能得出
7、影响离子你能得出影响离子晶体中离子配位数的什么因素晶体中离子配位数的什么因素?结论结论：晶体中正负离子的的半径比晶体中正负离子的的半径比(r(r+/r/r-)是决定是决定离子晶体结构的重要因素离子晶体结构的重要因素,简称简称几何因素几何因素。一般决定配位数的多少，正负离子的半一般决定配位数的多少，正负离子的半径比越大径比越大,配位数越多。配位数越多。第十七页，本课件共有32页 NaClNaCl、CsCl CsCl阴阳离子配位数的比值阴阳离子配位数的比值都是都是1:11:1关系关系,原因是什么呢原因是什么呢?是否所有是否所有的离子晶体的阴阳离子配位数的比值都的离子晶体的阴阳离子配位数的比值都是是
8、1:11:1关系呢关系呢?请阅读请阅读P P7979,影响离子晶体影响离子晶体中离子配位数的因素还有哪些中离子配位数的因素还有哪些?第十八页，本课件共有32页CaFCaF2 2(萤石萤石)型晶胞型晶胞（1 1）立方晶系，）立方晶系，面心面心立方晶胞。立方晶胞。（2 2）CaCa2+2+立方最密堆积，立方最密堆积，F F-填充在全部四面体空填充在全部四面体空隙中。隙中。（3 3）配位数）配位数4个个Ca2+和和8个个F-CaFCaF2 2晶体中晶体中晶体中晶体中CaCa2+2+和和F F F F-的位置关系如何的位置关系如何?一个一个CaFCaF2 2晶胞中晶胞中含含CaCa2+2+2+2+、F
9、 F-个数是多少个数是多少?CaCa2+2+的配位数的配位数:F F-的配位数的配位数:84第十九页，本课件共有32页ZnSZnS型离子晶体型离子晶体第二十页，本课件共有32页配位数配位数4 46 68 8半径比半径比0.20.2 0.40.4 0.40.4 0.70.70.70.71.01.0空间构型空间构型ZnSZnSNaClNaClCsClCsCl半径比一般决定配位数的多少，正负离半径比一般决定配位数的多少，正负离子的半径比越大子的半径比越大,配位数越多。配位数越多。第二十一页，本课件共有32页7.7.决定离子晶体结构的因素决定离子晶体结构的因素（1 1）几何因素）几何因素 （2 2）电
10、荷因素）电荷因素 （3 3）键性因素）键性因素晶体中正负离子的半径比晶体中正负离子的半径比晶体中正负离子的电荷比，晶体中正负离子的电荷比，决定正负决定正负离子配位数是否相等离子配位数是否相等离子键的纯粹程度离子键的纯粹程度一般决定配位数的多少，正负离子的一般决定配位数的多少，正负离子的半径比越大半径比越大,配位数越多。配位数越多。正负离子电荷比正负离子电荷比=正负离子的配位数比正负离子的配位数比第二十二页，本课件共有32页2.CaF2.CaF2 2 晶体中正离子的配位数晶体中正离子的配位数8 8，负离子的，负离子的 配位数为配位数为 。TiOTiO2 2晶体中正离子的配位数为晶体中正离子的配位
11、数为6 6，负离子的配位数，负离子的配位数为为_。ZnSZnS晶体中负离子的配位数是晶体中负离子的配位数是4,4,正离子的配位数正离子的配位数为多少为多少_。4341.1.下列各指定微粒的数目之比不是下列各指定微粒的数目之比不是1:11:1的是的是 A.Na A.Na2 2O O2 2晶体中的阴离子和阳离子晶体中的阴离子和阳离子 B.NaHCO B.NaHCO3 3晶体中的钠离子和碳酸氢根离子晶体中的钠离子和碳酸氢根离子 C.C.离子中的质子和中子离子中的质子和中子 D.NH D.NH4 4ClCl溶液中铵根离子和氯离子溶液中铵根离子和氯离子AD第二十三页，本课件共有32页 3.3.如图所示，
12、在氯化钠晶体中，与每个如图所示，在氯化钠晶体中，与每个NaNa+等等距离且最近的几个距离且最近的几个ClCl-所围成的空间几何构型为所围成的空间几何构型为（）A.A.十二面体十二面体 B.B.正八面体正八面体 C.C.正六面体正六面体 D.D.正四面体正四面体B第二十四页，本课件共有32页 2.如图直线交点处的如图直线交点处的圆圈为圆圈为NaClNaCl晶体中晶体中NaNa+或或ClCl-所处位置，晶体所处位置，晶体中，每个中，每个NaNa+周围与它周围与它最接近的且距离相等的最接近的且距离相等的NaNa+个数为：个数为：_12第二十五页，本课件共有32页科学视野科学视野含复杂离子的离子晶体含
13、复杂离子的离子晶体碳酸盐在一定温度下发生分解的规律碳酸盐在一定温度下发生分解的规律结论：结论：碳酸盐的分解温度与金属阳离碳酸盐的分解温度与金属阳离子所带的电荷及阳离子半径有关子所带的电荷及阳离子半径有关第二十六页，本课件共有32页NaClCsCl熔点熔点沸点沸点 801 645 1413 1290 为什么为什么NaCl的熔沸点比的熔沸点比CsCl高？高？交流与讨论交流与讨论第二十七页，本课件共有32页结论:对于组成和结构相似的物质，对于组成和结构相似的物质，阴、阳离子半径越小，离子键越强，熔阴、阳离子半径越小，离子键越强，熔沸点较高，晶体越稳定。沸点较高，晶体越稳定。离子键的强弱在一定程度上可
14、以用离子键的强弱在一定程度上可以用离子晶体的离子晶体的晶格能晶格能来衡量。来衡量。第二十八页，本课件共有32页二、晶格能二、晶格能1 1、定义：、定义：气态离子形成气态离子形成1 1摩离子晶体释放的摩离子晶体释放的能量。能量。2 2、影响晶格能大小的因素、影响晶格能大小的因素 ：（1 1）阴、阳离子所带电荷越多，晶格能越大。）阴、阳离子所带电荷越多，晶格能越大。（2 2）阴、阳离子的半径越小，晶格能越大。）阴、阳离子的半径越小，晶格能越大。仔细阅读表仔细阅读表3-83-8，分析晶，分析晶格能的大小与离子晶体格能的大小与离子晶体的熔点有什么关系？离的熔点有什么关系？离子晶体的晶格能与哪些子晶体的
15、晶格能与哪些因素有关？因素有关？氟化物氟化物晶格能晶格能/kJmol-1NaF923MgF22957AlF35492第二十九页，本课件共有32页（3 3）晶格能的作用）晶格能的作用晶格能越大：晶格能越大：形成的离子晶体越稳定；（离子键越强）形成的离子晶体越稳定；（离子键越强）熔点越高；熔点越高；硬度越大。硬度越大。晶格能也影响了岩浆晶出的次序，晶格能晶格能也影响了岩浆晶出的次序，晶格能越大，岩浆中的矿物越易结晶析出。越大，岩浆中的矿物越易结晶析出。第三十页，本课件共有32页离子晶体的特点离子晶体的特点:无单个分子存在。如无单个分子存在。如NaCl NaCl 和和CsClCsCl不是表示不是表示
16、分子式。分子式。一般易溶于水，难溶于非极性溶剂。一般易溶于水，难溶于非极性溶剂。熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。固态时不导电，水溶液或者熔融状态下均导固态时不导电，水溶液或者熔融状态下均导电。电。第三十一页，本课件共有32页小结：小结：四种晶体的比较四种晶体的比较晶体类型晶体类型晶体类型晶体类型 离子晶体离子晶体离子晶体离子晶体 原子晶体原子晶体原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体分子晶体分子晶体 金属晶体金属晶体金属晶体金属晶体 晶体粒子晶体粒子晶体粒子晶体粒子阴、阳离子阴、阳离子阴、阳离子阴、阳离子 原子原子原子原子 分子分子分子分子 金属阳离子、金属
17、阳离子、金属阳离子、金属阳离子、自由电子自由电子自由电子自由电子 粒子间作粒子间作粒子间作粒子间作用力用力用力用力 离子键离子键离子键离子键共价键共价键共价键共价键 分子间作分子间作分子间作分子间作用力用力用力用力金属键金属键金属键金属键熔沸点熔沸点熔沸点熔沸点 硬度硬度硬度硬度 较高较高较高较高 较硬较硬较硬较硬 很高很高很高很高 很硬很硬很硬很硬 较低较低较低较低 一般较软一般较软一般较软一般较软 一般较高，少部一般较高，少部一般较高，少部一般较高，少部分低分低分低分低 ,一般较硬，一般较硬，一般较硬，一般较硬，少部分软少部分软少部分软少部分软 溶解性溶解性溶解性溶解性 易溶于水，难易溶于水，难易溶于水，难易溶于水，难溶于有机溶剂溶于有机溶剂溶于有机溶剂溶于有机溶剂难溶解难溶解难溶解难溶解相似相溶相似相溶相似相溶相似相溶难溶难溶难溶难溶导电情况导电情况导电情况导电情况 固体不导电，固体不导电，固体不导电，固体不导电，熔化或溶于水熔化或溶于水熔化或溶于水熔化或溶于水后导电后导电后导电后导电 不导电不导电不导电不导电（除硅）（除硅）（除硅）（除硅）一般不导一般不导一般不导一般不导电电电电 良导体良导体良导体良导体 第三十二页，本课件共有32页