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1、第4节离子晶体本讲稿第一页，共二十九页回顾：三种晶体结构与性质的比较回顾：三种晶体结构与性质的比较晶体类型原子晶体分子晶体金属晶体概念作用力构成微粒物理性质熔沸点硬度导电性 实例 相邻原子之间以共价键相相邻原子之间以共价键相结合而成具有空间网状结结合而成具有空间网状结构的晶体构的晶体分子间以范德华分子间以范德华力相结合而成的力相结合而成的晶体晶体通过金属键形通过金属键形成的晶体成的晶体共价键共价键范德华力范德华力金属键金属键原子原子分子分子金属阳离子金属阳离子和自由电子和自由电子很高很高很低很低差别较大差别较大差别较大差别较大很大很大很小很小无无(硅为半导体硅为半导体)无无导体导体金刚石、二氧
2、化硅、晶金刚石、二氧化硅、晶体硅、碳化硅体硅、碳化硅I2、干冰、干冰、冰等冰等Au、Fe、Cu、钢铁等钢铁等本讲稿第二页，共二十九页物质铜干冰金刚石氯化钠晶体类型判断下列晶体的类型判断下列晶体的类型判断下列晶体的类型判断下列晶体的类型?金属金属晶体晶体分子分子晶体晶体原子原子晶体晶体思考并讨论：思考并讨论：氯化钠晶体的构成微粒是什么氯化钠晶体的构成微粒是什么?构构成晶体的微粒间的相互作用力是什么？成晶体的微粒间的相互作用力是什么？它是哪种晶体类型它是哪种晶体类型?本讲稿第三页，共二十九页2Na+Cl2=2NaCl+11+17+17+11Na+Cl-NaClCl-Na+本讲稿第四页，共二十九页1
3、、定义：、定义：2、结构特点：、结构特点：(1)成键粒子：成键粒子：(2)相互作用力：相互作用力：u常见的离子晶体：常见的离子晶体：强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。NaClNaCl晶体晶体NaNa+ClCl-由阳离子和阴离子通过离子键由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。结合而成的晶体。阴、阳离子阴、阳离子离子键离子键一、离子晶体一、离子晶体根据前面的讨论总结离子晶根据前面的讨论总结离子晶体的理论知识体的理论知识?u有无单个分子存在有无单个分子存在?无单个分子存在无单个分子存在;NaCl不表示分子式。不表示分子式。本讲稿第五页，共二十九页(2)硬度硬
4、度。3、离子晶体物理性质的特点、离子晶体物理性质的特点：(1)熔沸点熔沸点,难挥发难压缩。难挥发难压缩。较高较高较大较大(3)水溶性水溶性(4)导电性导电性阅读课本阅读课本P79最后一段最后一段(即科即科学视野之前的一段学视野之前的一段),结合结合氯化钠氯化钠晶体的结构晶体的结构,你认为离子晶体物你认为离子晶体物理性质有何特点理性质有何特点?离子电荷越多离子电荷越多,核间距离越小核间距离越小,熔沸点升高。熔沸点升高。一般易溶于水一般易溶于水,而难溶于非极性溶剂。而难溶于非极性溶剂。固态不导电固态不导电,水溶液或者熔融状态下能导电。水溶液或者熔融状态下能导电。本讲稿第六页，共二十九页随堂练习随堂
5、练习:1、下列叙述错误的是（、下列叙述错误的是（）A、带相反电荷离子之间的相互吸引、带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键称为离子键B、金属元素与非金属元素化合时，、金属元素与非金属元素化合时，不一定形成离子键不一定形成离子键C、某元素的原子最外层只有、某元素的原子最外层只有1个电个电子子,它跟卤素相互结合时所形成的它跟卤素相互结合时所形成的化学键不一定是离子键化学键不一定是离子键D、非金属原子间不可能形成离子键、非金属原子间不可能形成离子键AD本讲稿第七页，共二十九页2、下列有关离子化合物的说法正确的是、下列有关离子化合物的说法正确的是()A、离子化合物中一定含有金属元素，含金、离子化合物中
6、一定含有金属元素，含金属元素的化合物一定是离子化合物属元素的化合物一定是离子化合物B、离子键只存在于离子化合物中，离子化、离子键只存在于离子化合物中，离子化合物中一定含有离子键合物中一定含有离子键C、离子化合物中不可能含有共价键、离子化合物中不可能含有共价键D、离子化合物受热熔化破坏化学键，吸收、离子化合物受热熔化破坏化学键，吸收热量，属于化学变化热量，属于化学变化3、离子晶体不可能具有的性质是（、离子晶体不可能具有的性质是（）A、较高的熔、沸点、较高的熔、沸点B、良好的导电性、良好的导电性C、溶于极性溶剂、溶于极性溶剂D、坚硬而易粉碎、坚硬而易粉碎BDBDB B本讲稿第八页，共二十九页4、下
7、列性质适合于离子晶体的是（、下列性质适合于离子晶体的是（）A、熔点、熔点1070，易溶于水，水溶液能导电，易溶于水，水溶液能导电B、熔点、熔点10.31，液态不导电，水溶液导电，液态不导电，水溶液导电C、能溶于、能溶于CS2，熔点，熔点112.8，沸点，沸点444.6D、熔点、熔点97.81，质软，导电，密度，质软，导电，密度0.97g/cm35、离子晶体不导电，为什么熔化后或溶于水、离子晶体不导电，为什么熔化后或溶于水后能导电？后能导电？A A提示提示:是否有自由移动的带电微粒是否有自由移动的带电微粒.主要考查主要考查:概念、结构、性质概念、结构、性质(物理性质物理性质)本讲稿第九页，共二十
8、九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：4 4、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.离子晶体种类繁多离子晶体种类繁多,结构多样结构多样NaNa+ClCl-或者反之或者反之;交错排列交错排列本讲稿第十页，共二十九页计算方法：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晶胞含晶胞含NaNa+、ClCl-的个数的个数?Na+:Cl-:N
9、aNa+ClCl-本讲稿第十一页，共二十九页（2 2）CsClCsCl晶胞晶胞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：每个晶胞含铯离子、氯离子每个晶胞含铯离子、氯离子的个数？的个数？铯离子：铯离子：氯离子：氯离子：或者反之或者反之1个；个；1个。个。体心体心顶点顶点ClCl-CsCs+本讲稿第十二页，共二十九页图图3 32727NaClNaCl晶胞晶胞CsClCsCl晶胞晶胞在在NaClNaCl晶体中，与晶体中，与NaNa+(Cl(Cl-)等距离且最近等距离且最近的的ClCl-(Na(Na+)有几个？有几个？在在CsClCsCl晶体中，与晶体中，与CsCs+
10、(Cl-)等距离且最近等距离且最近的的ClCl-(Cs(Cs+)有几个？有几个？本讲稿第十三页，共二十九页 我们来研究我们来研究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 32727NaClNaCl晶胞晶胞CsClCsCl晶胞晶胞本讲稿第十四页，共二十九页NaClNaCl和和CsClCsCl的晶胞的晶胞P P7878科学探究科学探究1 1离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数阴阳离子的配位数比NaClCsCl本讲稿第十五页，共二十九页-
11、Cl-Na+NaCl的晶体结构模型的晶体结构模型本讲稿第十六页，共二十九页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本讲稿第十七页，共二十九页-Cs+-Cl-CsClCsCl的晶体结构及晶胞构示意图的晶体结构及晶胞构示意图CsCs+的配位数为：的配位数为：ClCl-的配位数为：的配位数为：88本讲稿第十八页，共二十九页离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数阴阳离子配位数的比值NaClCsCl661:1881:1科学探究科学探究1：找出找出NaClNaCl、CsClCsCl两种离子晶体中阳离子和阴离子两种
12、离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等？的配位数，它们是否相等？本讲稿第十九页，共二十九页P79科学探究科学探究2：根据表根据表3 35 5、表、表3 36 6分析分析,你能得出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-)是决定离子晶体结构的重要因素,简称几何因素。一般决定配位数的多少一般决定配位数的多少:正负离子的半径比越大正负离子的半径比越大,配位数越多配位数越多.NaCl、CsCl阴阳离子配位数的比值都是阴阳离子配位数的比值都是1:1关关系系,原因是什么呢原因是什么呢?是否
13、所有的离子晶体的阴阳离子配是否所有的离子晶体的阴阳离子配位数的比值都是位数的比值都是1:1关系呢关系呢?请阅读请阅读P79,影响离子晶影响离子晶体中离子配位数的因素还有哪些体中离子配位数的因素还有哪些?NaClNaCl、CsClCsCl都是同一主族的氯化都是同一主族的氯化物物,且都是且都是ABAB型，为什么它们的配型，为什么它们的配位数却不相同呢位数却不相同呢(NaCl(NaCl的是的是6,6,CsClCsCl的是的是8)?8)?本讲稿第二十页，共二十九页CaFCaF2 2(萤石萤石)型晶胞型晶胞CaCa2+2+的配位数的配位数:FF-的配位数的配位数:（1）立方晶系，）立方晶系，面心面心立方
14、晶胞。立方晶胞。（2）Ca2+立方最密堆立方最密堆积，积，F-填充在全部填充在全部四四面体空隙中。面体空隙中。（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CaCa2+2+和和F F-的位置关系如何的位置关系如何?一个一个CaFCaF2 2晶胞中含晶胞中含CaCa2+2+、F F-个数是多少个数是多少?84本讲稿第二十一页，共二十九页5 5、决定离子晶体结构的因素、决定离子晶体结构的因素（1）几何因素）几何因素（2）电荷因素）电荷因素（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.离子键的纯粹因
15、素离子键的纯粹因素一般决定配位数的多少一般决定配位数的多少:正负离子的半正负离子的半径比越大径比越大,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=正负离子的数目反比正负离子的数目反比本讲稿第二十二页，共二十九页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1:1的是的是A、Na2O2晶体中的阴离子和阳离子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晶体中的钠离子和碳酸氢根离子C、离子中的质子和中子离子中的质子和中子D、NH4Cl溶液中铵根离子和氯离子溶液中铵根离子和氯离子2、CaF2晶体中正离子的配位数晶体中正
16、离子的配位数8,负离子的配位负离子的配位数为数为。TiO2晶体中正离子的配位数为晶体中正离子的配位数为6，负离子的配位数，负离子的配位数为多少？为多少？ZnS晶体中负离子的配位数是晶体中负离子的配位数是4,正离子的配位数为正离子的配位数为多少？多少？434ADAD本讲稿第二十三页，共二十九页3、如图所示，在氯化钠晶体中，与、如图所示，在氯化钠晶体中，与每个每个Na+等距离且最近的几个等距离且最近的几个Cl-所围所围成的空间几何构型（成的空间几何构型（）A、十二面体、十二面体B、正八面体、正八面体C、正六面体、正六面体D、正四面体、正四面体B本讲稿第二十四页，共二十九页科学视野科学视野含复杂离子
17、的离子晶体含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？课外活动：课外活动：完成完成 P P83 83 第四点表格和练习册中的练习第四点表格和练习册中的练习课后小结：课后小结：作业：作业：P82Ex56本讲稿第二十五页，共二十九页选做练习题选做练习题:如右下图所示是如右下图所示是NaCl晶胞结构示意图，请回答：晶胞结构示意图，请回答：(1)与某个与某个Na+离子距离子距离最近的离最近的Na+离子共有离子共有个，个，(2)这些这些Na+离子中心离子中心围成的空间几何图形是围成的空间几何图形是_。1212十四面体十四面体本讲稿第二十六页，共二十九页与与Na
18、+最近的最近的Na+的个数及围成的几何图形的个数及围成的几何图形本讲稿第二十七页，共二十九页(3)若已知若已知NaCl的摩尔质量为的摩尔质量为Mg/mol晶胞的边长为晶胞的边长为acm，设阿伏加德常数为，设阿伏加德常数为NA，则，则NaCl晶体的密度为晶体的密度为:g/cm3。晶胞法：晶胞法：小立方体法：小立方体法：M(a)3NA12124Ma3NAaa/2本讲稿第二十八页，共二十九页 如图直线交点处的如图直线交点处的圆圈为圆圈为NaCl晶体中晶体中Na+或或Cl-所处位置，晶所处位置，晶体中，每个体中，每个Na+周围与周围与它最接近的且距离相等它最接近的且距离相等的的Na+个数为：个数为：_12返回原处返回原处本讲稿第二十九页，共二十九页