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1、化学 选修 3离 子 晶 体化学 选修 3 NaCl NaCl晶体是我们学习的典型的离子晶体是我们学习的典型的离子晶体，同学们还记得晶体，同学们还记得NaClNaCl是如何形成的是如何形成的吗？吗？提提 问问请用请用电子式电子式表示表示NaClNaCl的形成过程。的形成过程。一、概念一、概念 离子晶体离子晶体（1）定义：（2）构成微粒：（3）相互作用：（4）常见的离子晶体：阴离子、阳离子阴离子、阳离子离子键离子键 _和和_通过通过_结合、结合、在空间呈现在空间呈现_的排列所形成的晶体。的排列所形成的晶体。一般，固态的离子化合物是离子晶体。一般，固态的离子化合物是离子晶体。如：活泼金属氧化物、如
2、：活泼金属氧化物、强碱、强碱、大部分的盐等。大部分的盐等。阳离子阳离子阴离子阴离子有规律有规律离子键离子键 请同学们参考以下问题介绍请同学们参考以下问题介绍NaClNaCl晶胞的结晶胞的结构。构。NaNa+在晶胞中的什么位置？在晶胞中的什么位置？ClCl-在晶胞中的什么位置？在晶胞中的什么位置？晶胞中代表晶胞中代表NaNa+的球有几个？的球有几个？晶胞中代表晶胞中代表ClCl-的球有几个？的球有几个？1212条棱中间和体心条棱中间和体心八个顶点和六个面心八个顶点和六个面心1313个个1414个个 活动探究活动探究 一一Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl
3、-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+晶胞不是孤立的，还向空间延伸。晶胞是晶胞不是孤立的，还向空间延伸。晶胞是从无限结构中剥离的一个最小的重复单元从无限结构中剥离的一个最小的重复单元!活动探究活动探究 一一氯氯化化钠钠晶晶体体 各个微粒在晶胞中的位置相同吗各个微粒在晶胞中的位置相同吗?它们对晶胞的贡献相同吗它们对晶胞的贡献相同吗?二、立方晶胞中微粒的计算二、立方晶胞中微粒的计算思考：处于晶胞顶思考：处于晶胞顶点上、棱上、面上点上、棱上、面上的离子分别被多少的离子分别被多少个晶胞共用？个晶胞共用？处于晶胞顶点上粒处于晶胞顶点上粒子被个晶胞共用子被个
4、晶胞共用处于晶胞棱上粒子处于晶胞棱上粒子被个晶胞共用被个晶胞共用处于晶胞面上粒子处于晶胞面上粒子被被2 2个晶胞共用个晶胞共用Cl-Na+在在NaClNaCl晶体的一个晶胞中，晶体的一个晶胞中，ClCl-的个数等的个数等于于_，NaNa+的个数等于的个数等于_。8 =1 6 =3 活动探究活动探究 一一1 1 =112 =34 44 4 Na+:Cl-=1:1，晶胞还呈电中性。晶胞还呈电中性。由此可见，在离子晶体中，由此可见，在离子晶体中，其实并不存在单独的其实并不存在单独的“NaClNaCl”分子分子，只是在整个晶体中，只是在整个晶体中NaNa+与与ClCl-的个数比为的个数比为1:11:1
5、，因此因此NaClNaCl”这一化学式表示的只是氯化钠的组成。这一化学式表示的只是氯化钠的组成。8个顶点个顶点：6个面心个面心：1个体心个体心：12条棱上条棱上：活动探究活动探究 一一NaCl晶体中：晶体中：（1）每个）每个Na+周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Cl-有有 个？个？（2）每个）每个Cl-周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Na+有有 个？个？（3）每个）每个Na+周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Na+有有 个？个？（4）每个）每个Cl-周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Cl-有有 个？个？活动探究活动探究 一一每个每个Na+周围最近周围最近且距离相且距
6、离相等的等的Cl-有有_个。个。6个个Cl-连连线线形成的形成的空间几何空间几何构型是构型是_。配位数配位数 一个离子周围所邻接的异电性离子的一个离子周围所邻接的异电性离子的数目称为数目称为离子晶体的配位数离子晶体的配位数。6正八面体正八面体 活动探究活动探究 一一NaNa+ClCl-每个每个Cl-周围最近周围最近且距离相且距离相等的等的Na+有有_个。个。6个个Na+连线形成连线形成的空间几的空间几何构型是何构型是_。配位数配位数6正八面体正八面体NaClNaCl晶体中阴、阳离子配位数晶体中阴、阳离子配位数 活动探究活动探究 一一 每个NaNa+周围最近且距离相等的Na+有_个 活动探究活动
7、探究 一一12 每个Cl周围最近且距离相等的Cl有_个 活动探究活动探究 一一12晶体晶体类型类型晶胞晶胞类型类型晶胞结构晶胞结构 示意图示意图配位数配位数最近且距离最近且距离相等的相反相等的相反离子数离子数最近且距离最近且距离相等的同种相等的同种离子数离子数每个晶胞每个晶胞含有离子数含有离子数ABNaCl型型Na+：6Cl-：6Na+：Cl-：Na+：Cl-：6644小小 结结Na+：Cl-：1212三、常见离子晶体结构三、常见离子晶体结构1 1、若若已已知知NaClNaCl的的摩摩尔尔质质量量为为 M M g/molg/mol，晶晶胞胞的的边边长长为为a a cmcm，设设阿阿伏伏加加德德
8、罗罗常常数数为为N NA A，则则NaClNaCl晶体的密度为晶体的密度为:_g/cm:_g/cm3 3。晶胞法：晶胞法：a 练练 习习4Ma3NA =mV立方晶胞的体积为立方晶胞的体积为a3 请同学们以探究请同学们以探究NaClNaCl晶胞结构的方法来晶胞结构的方法来探究探究CsClCsCl晶胞的结构。晶胞的结构。CsCs+在晶胞中的什么位置？在晶胞中的什么位置？ClCl-在晶胞中的什么位置？在晶胞中的什么位置？晶胞中代表晶胞中代表CsCs+的球有几个？的球有几个？晶胞中代表晶胞中代表ClCl-的球有几个？的球有几个？体心体心八个顶点八个顶点1 1个个8 8个个 活动探究活动探究 二二Cl-
9、CsCs+在在CsClCsCl晶体的一个晶胞中，晶体的一个晶胞中，ClCl-的个数等的个数等于于_，CsCs+的个数等于的个数等于_。8 =1 1 1=11 11 1 Cs Cs+:Cl:Cl-=1:1=1:1，晶胞还呈电中性。晶胞还呈电中性。由此可见，在离子晶体中，由此可见，在离子晶体中，其实并不存在单独的其实并不存在单独的“CsCsClCl”分子分子，只是在整个晶体中，只是在整个晶体中CsCs+与与ClCl-的个数比为的个数比为1:11:1，因此因此CsCsClCl”这一化学式表示的只是氯化铯的组成。这一化学式表示的只是氯化铯的组成。活动探究活动探究 二二顶点顶点：体心体心：Cl-Cs+C
10、sCl晶体中：晶体中：（1）每个）每个Cs+周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Cl-有有 个？个？（2）每个）每个Cl-周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Cs+有有 个？个？（3）每个）每个Cs+周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Cs+有有 个？个？（4）每个）每个Cl-周围最近且距离相等的周围最近且距离相等的Cl-有有 个？个？活动探究活动探究 二二8 88 866-Cs+-Cl-晶体晶体类型类型晶胞晶胞类型类型晶胞结构晶胞结构示意图示意图配位数配位数最近且距离最近且距离相等的异种相等的异种离子数离子数最近且距离最近且距离相等的同种相等的同种离子数离子数每个晶胞含每个晶胞含
11、有离子数有离子数NaCl型型ABCsCl型型Na+：6Cl-：6Na+：Cl-：Na+：Cl-：6644Na+：Cl-：1212Cs+：Cl-：88Cs+：Cl-：Cl-：8811Cs+：Cs+：Cl-：66小小 结结三、常见离子晶体结构三、常见离子晶体结构 迁移迁移.应用应用ZnZn2+2+S S2-2-晶体晶体类型类型晶胞类晶胞类型型晶胞结构示晶胞结构示意图意图最近且距离相最近且距离相等的异种离子等的异种离子数数 配位数配位数每个晶胞含有离每个晶胞含有离子数子数CaCa2+2+F F-1、定义：拆开1mol 离子晶体，形成完全气态阴阳离子所吸收的能量。氟化物晶格能/kJmol-1NaF92
12、3MgF22957AlF35492晶格能2、晶格能大小的影响因素离子半径、所带电荷所带电荷越多，离子半径越小，离子间的距离越小，晶格能越大晶格能晶格能 晶格能与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比；与阴、阳离子间的距离成反比。3、晶格能的作用:形成的晶体越稳定熔点越高硬度越大离子键越强晶格能越大晶格能小结 离子晶体离子晶体NaCl型CsCl型ZnS型一、概念一、概念二、常见离子晶体结构特征二、常见离子晶体结构特征三、晶胞密度等相关的三、晶胞密度等相关的计算计算四、晶格能四、晶格能概念晶格能作用影响晶格能大小的因素第 26 页离子晶体1、如图是氯化铯晶体的晶胞，已知晶体中两个最近的Cs离子核间距离为a
13、 cm，氯化铯相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体密度是（）晶体密度 C当堂巩固晶胞内属于晶胞顶点8个晶胞共用每个晶胞有1个Cs-1个Cl-1mol氯化铯 V=NA a3 cm3第 27 页离子晶体2.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个当堂巩固晶胞内属于晶胞1顶点为8个共用1棱上为4个共用3金属晶体熔点差别大，无可比性6个8个A第 28 页离子晶体3、判断KCl、NaCl、CaO、BaO晶体熔点高低顺序可能是（）AKClNaClBaOCaOBNaClKClCaOBaOCCaOBaONaClKClDCaOBaOKClNaCl当堂巩固C 均是离子晶体离子晶体离子带电荷越多，半径越小，晶格能越大，晶体的熔点越高。