苏教版离子键离子晶体ppt课件.ppt

,离子键 离子晶体,2022/11/21,教学目标：,1、使学生理解化学键和离子键的概念，能用电子式 表示离子化合物的形成过程。,2、通过化学键和离子键的教学，培养学生对微观粒 子运动的想象力。,3、对学生进行科学研究方法的教育。,教学重点、难点： 1、化学键和离子键的概念。 2、能用电子式表示离子化合物的形成过程。,化学键,1定义：相邻原子间强烈的相互作用,2。用化学键的观点来分析化学反应的本质是什么？,一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。,化学键,离子键,共价键,金属键,化学键分类,Na,电子转移,不稳定,稳定,Cl-,Na+离子和Cl-离子间的静电作用力有哪些？,动脑筋,氯化钠的形成过程,Na+,Cl,强烈作用,NaCl的微观形成过程,吸引和排斥达到平衡状态,则形成化学键,电子得失形成阴、阳离子。,阴、阳离子。,静电作用。,活泼金属与活泼非金属。,（静电吸引 = 静电排斥）,转化成自由移动的离子,离子键即被破坏。,A、A和A、A,（1）离子键形成的原因是什么,（2）形成离子键的微粒是什么,（5）离子化合物溶于水或熔化时离 子键是否发生变化,（4）哪些原子之间可能形成离子键,（3）离子键是一种什么性质的相互作用,交流与讨论：,（6）离子键的存在方式,固态的离子化合物中。,二、离子键,1、定义：使阴、阳离子结合成化合物的静电作用,成键粒子：,阴、阳离子,成键元素（一般情况）：,成键本质：,静电作用（吸引与排斥）,活泼金属元素（IA、IIA）,活泼非金属元素(VIA、VIIA),形成化合物的元素的电负性的差1.7,离子半径大小比较规律 1、阳离子半径相应的原子半径；如：Cl-Cl3、同一主族元素，从上到下，离子半径逐渐增大；如： Li+ F- Na+ Mg2+,由下列离子化合物熔点变化规律 ,分析离子键的强弱与离子半径、离子电荷有什么关系? （1）NaF NaCl NaBr NaI 988 801 740 660 （2）NaF CaF2 CaO 988 1360 2614 （提示：Ca2+半径略大于Na+半径）,离子半径越小、离子所带电荷越多，离子键就越强，其形成化合物的熔沸点也就越高。,结论,2、离子键的强弱影响离子化合物的哪些性质,补充 微粒半径比较,(1)原子半径：同周期由左右，原子半径由大 小同主族由上 下，原子半径由小 大(2)微粒半径金属阳离子半径小于其原子半径。如：非金属阴离子半径大于其原子半径。如：高价离子半径小于低价离子半径。如：电子层结构相同的微粒，核电荷越多半径越小。如： N3O2FNa+Mg2+Al3+ S2ClK+Ca2+,比 较下列物质的熔沸点，用“”或“”填空：,、Na2O MgO,、 K2O K2S,离子半径越小、离子所带电荷越多，离子键就越强，其形成化合物的熔沸点也就越高。,返回,结束,离子键,3、离子键的强弱(1)阴阳离子所带电荷越多，键越强。(2)阴阳离子半径越小，键越强。 离子键越强，熔沸点越高4、离子键的方向性与饱和性 离子键没有方向性和饱和性。 方向性和饱和性是针对共价键而言的，离子键和金属键都没有方向性与饱和性,练习 下列化合物中含有离子键 （ ）,MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3 NaCl NaOH KOH BaSO4,除 外,5 。离子化合物：含有离子键的化合物,注意区分： 用电子式表示物质 用电子式表示物质形成过程,强碱、大多数盐(AlCl3除外)、典型金属氧化物等,离子化合物包括：,离子化合物的判别(1)活泼金属和活泼非金属形成的化合物(2)强碱、大多数盐。(3)“类盐”：NaH、Na2O2、CaO、CaC2总之，在中学阶段化合物中只要有阳阴离子就可判断为离子化合物。,11,16,1、定义 在元素符号周围用“ ”或“”来表示原子最外层电子的式子，叫电子式。,H ,Na ,Mg ,Ca ,原子的电子式：,离子的电子式：,H+,Na+,Mg2+,Ca2+,三、电子式,离子化合物的电子式：,把化合物的阴阳离子对称分布即可,用电子式表示氧化镁的形成过程, Mg ,Mg2+,用电子式表示硫化钾的形成过程,2K,K+,K+,写出下列微粒的电子式：,硫原子， 溴原子， 硫离子，,练习,练习,形象表示新的化学键形成的过程,用电子式表示氯化钠的形成过程,Na ,Na+,用电子式表示溴化钙的形成过程, Ca ,Ca2+,2、意义：,箭号左方相同的微粒可以合并。,重晶石 BaSO4,莹石 CaF2,胆矾 CuSO45H2O,明矾 KAl(SO4)212H2O,重晶石 BaSO4,莹石 CaF2,1、定义：离子间通过离子键结合而成的晶体。注意：无单个分子存在；NaCl不表示分子式。2、性质：熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩水溶液或者熔融状态下均导电。3、包括：强碱、部分金属氧化物、部分盐类。,二、离子晶体,为什么NaCl的熔沸点比CsCl高？,交流与讨论,结论: 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，熔沸点较高，晶体越稳定。,离子键的强弱在一定程度上可以用离子晶体的晶格能来衡量。,4、晶格能(符号为U) -衡量离子键的强弱,拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。指将1mol离子晶体里的阴阳离子由相互远离的气态结合成离子晶体是所放出的能量。（或者阴阳离子克服晶体中的作用力完全气化而远离所需要吸收的能量),交流与讨论P39,分析影响晶格能的因素讨论离子晶体的晶格能与其熔点等物理性质的关系,晶格能越大，表明离子晶体中的离子键越稳定。 一般而言，晶格能越高，离子晶体的熔点越高、硬度越大。 晶格能大小还影响着离子晶体在水中的溶解度、溶解热等性质。,练习1、比较下列离子化合物的熔点 NaF NaCl NaBr NaF MgF2 AlF32、比较下列离子化合物的晶格能 (1)Na2O K2O (2) MgCl2 MgO (3) NaF CsBr,NaCl的晶体结构示意图,配位数：,一种离子周围紧邻的带相反电荷的离子数目,NaCl 型离子配为数为 CsCl型离子配为数为,6,8,【讨论】,NaCl和CsCl均为AB型离子晶体，但两者的配位数却不同，你认为造成这一差异的可能原因是什么,？,在NaCl晶体中每个Na+同时吸引着_个Cl-，每个Cl-同时吸引几个_Na+ ，,它们所围成的空间几何构型是 。,正八面体,【问题探究】,与一个Na+相邻最近且距离相等的Na+有 个？,12,【问题探究】,在NaCl晶体的一个晶胞中，Cl-的个数等于 ，Na+的个数等于 。,4,4,【问题探究】,计算氯化钠晶胞中含有的离子个数,氯离子个数：81/8 + 61/2 = 4钠离子个数：1 + 121/4=4,在NaCl晶体中是否存在单个的NaCl分子?,不存在,【问题探究】,拥有4个氯离子，4个钠离子。,Cl：Na+ = 1 : 1,氯化钠晶体的一个晶胞中，,所以氯化钠化学式表示为： Na Cl“Na Cl”只表示组成，不表示单独的分子,（1）每个晶胞中含几个Na+和几个Cl-?,5、两种常见的晶体结构类型,（2）Na+和Cl-的配位数是多少？,氯化钠的晶胞,NaCl晶体中阴、阳离子配位数,交流与讨论,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,在CsCl晶体中，每个Cs+同时吸引( )个Cl-,每个Cl- 同时吸引( )个Cs+。,在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有（ ）个。,8,8,6,交流与讨论,氯化铯的晶胞,问题解决P41,找出CsCl、NaCl两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等？,6,6,8,8,科学探究：,离子晶体中的离子配位数,阴、阳离子半径比与配位数的关系,拓宽视野,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。,离子晶体的特点:,无单个分子存在。如NaCl 和CsCl不是表示分子式。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。固态时不导电，水溶液或者熔融状态下均导电。,【总结归纳二】物质的熔点与晶体类型的关系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。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。,练习,1、下表列出了有关晶体的知识，其中错误的是（）2、下列物质的晶体，按其熔点由低到高的排列顺序正确的是（）ANC、SO2、CO2BNC、CO2、SO2CNC、MO、SO2DNC、SO2、MO3、用离子的电荷和半径解释下列离子晶体熔点高低的顺序。（1）MOKC（2）MOSS（3）NFNCNB,B,C,1,2,3,4,5,6,8,7,8,中学教材上图示的NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO晶体结构与NaCl相同，Ni2与邻近的O2-核间距为a10-8 ，计算NiO晶体密度（已知NiO摩尔质量为74.7gmol-1),解：在该晶体中最小正方体中所含的Ni2+、O2个数均为:,即晶体中每个小正方体中平均含有1/2个NiO.其质量为:,而此小正方体体积为(a10-8)3,故NiO晶体密度为：,总结,课 堂 练 习 题,(a10-8)3,综合应用,变式 (1)NiO晶体结构与NaCl相同，设NiO的摩尔质量M g/mol,密度为g/mL,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞中两个距离最近的氧离子中心间的距离为多少cm?,解题思路：（1）每个晶胞中含NiO的个数（2）一个晶胞的质量（3）一个晶胞的体积（4）晶胞的边长（5）晶胞中任一个面对角线长度的一半,主页,综合应用,(2)天然的和大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在以下缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O,试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。,返回主菜单,参考答案： Ni3+ ：Ni2+6 ：91,分析： 本题命题角度较新颖，实际上难度不大，第（2）题所提供的Ni0.97O信息，实际上是一种“平均化学式”。尽管题给示意图及题目叙述中提到了有“Ni2+”空缺，但“Ni0.97O”的平均化学式与所述的“空缺”无关，它只是遵循着电中性原则，即由于掺杂多带一个电荷的Ni3+代替了部分Ni2+ ，才使“NiO”变成了“Ni0.97O”。,（2）0.97 mol的镍离子的平均带电量为2，那么1 mol镍离子的平均带电量为2/0.97，这是+2和+3价的镍离子的共同电量，由此可列方程式。不同于上解的是，这种做法将0.97 mol镍离子化为1 mol镍离子来计算。 解法一： 设1molNi中含Ni2+ x mol，则含Ni3+（1-x）mol，根据电荷守恒： 2x+3(1-x)=2/0.97 x=91/97 n(Ni3+): n(Ni2+)=(1-91/97)91/97=691,解法二：因为中Nio.97O中既有+2价的离子又有+3价的镍离子，所以可写成xNiOyNi2O3的复合形式，该形式中很容易看出镍离子的总和为x+2y，氧离子的总和为x+3y，因此可列方程如下：（1）：x+2y=0.97镍离子个数守恒 x+3y=1氧离子个数守恒（2）：（x+2y ）/（x+3y）=0.97/1 同样可以求出三价镍与二价镍离子数目之比。,主页,