离子晶体课件.ppt
第四节离子晶体,学习目标：,1.了解离子晶体的结构模型及其性质的一般特点；,2.了解离子晶体配位数及其影响因素；,知识回顾：离子键,2.成键的微粒：阴,阳离子。,3.成键的本质:阴阳离子间的静电作用。,4.成键的条件:活泼金属元素的原子和活泼的非金属元素的原子。,1.定义:使阴、阳离子结合成离子化合物的静电作用。,1.活泼的金属元素(IA,IIA)和活泼的非金属元素(VIA、VIIA）形成的化合物。,2.活泼的金属元素和酸根离子（或氢氧根离子）形成的化合物。,5.常见的离子化合物,4.从物质类别的角度来说,离子化合物通常包括强碱、大多数盐和活泼金属氧化物。,3.铵根和酸根离子（或活泼非金属元素离子）形成的盐。,氯化钠的形成过程：,6.离子键的特征,没有方向性:阴阳离子是球形对称的,电荷的分布也是球形对称的,它们在空间各个方向上的静电作用相同,都可以和带不同电荷的离子发生作用。没有饱和性:在静电作用能达到的范围内,只要空间条件允许,一个离子可以多个离子发生作用。,重晶石 BaSO4,莹石 CaF2,胆矾 CuSO45H2O,明矾 KAl(SO4)212H2O,1.定义:由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。,2.成键粒子:阴、阳离子。,3.相互作用力：离子键。,一.离子晶体,4.常见的离子晶体:强碱,活泼金属氧化物,大部分的盐类。,判断正误：1.离子晶体一定是离子化合物。2.含有离子的晶体一定是离子晶体。3.离子晶体中只含离子键。4.离子晶体中一定含金属阳离子。5.由金属元素与非金属元素组成的晶体一定是离子晶体。,NaCl 和 CsCl 晶胞,配位数:离子晶体中,一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。缩写为C.N.。,每个Cl-周围与之最接近且距离相等的Na+共有 个。,6,这几个Na+在空间构成的几何构型为。,正八面体,NaCl晶体中离子的配位数,每个晶胞含钠离子,氯离子数？,(1)NaCl晶体中每个Na+周围最近且等距离的Cl-有 个，每个Cl-周围最近且等距离的Na+有 个；在每个Na+周围最近且等距离的Na+有 个，在每个Cl-周围最近等距离的Cl-有 个。Na+和Cl-的配位数分别为、。一个NaCl晶胞中含 个Na+和 个Cl-。NaCl晶体中 NaCl分子，化学式NaCl表示。,6,6,12,4,4,6,无,12,6,Na+和Cl-的最简个数比,CsCl晶体中离子的配位数,(1)每个晶胞含铯离子、氯离子的个数？,（2）在氯化铯晶体中,每个Cs+周围与之最接近且距离相等的Cl-共有；这几个Cl-在空间构成的几何构型为。,(3)在每个Cl-周围距离相等且最近的Cs+共有;这几个Cs 在空间构成的几何构型。,8,立方体,8,立方体,(2)CsCl晶体 每个Cs+周围最近且等距离的Cl-有 个,每个Cl-周围最近且等距离的Cs+有 个,在每个Cs+周围最近且等距离的Cs+有 个,在每个Cl-周围最近等距离的Cl-有 个，一个CsCl晶胞中含 个Cs+和 个Cl-。Cs+和Cl-的配位数分别为、。,8,8,6,6,1,1,8,8,CaF2晶胞,Ca2+的配位数：,F-的配位数：,一个CaF2晶胞中含:个Ca2+和 个F-,8,4,4,8,(3)CaF2晶体 每个Ca2+周围最近且等距离的F-有 个，每个F-周围最近且等距离的Ca2+有 个；在每个Ca2+周围最近且等距离的Ca2+有 个，在每个F-周围最近等距离的F-有 个。一个CaF2晶胞中含 个Ca2+和 个F-；Ca2+和F-的配位数分别为、。,8,4,12,6,4,8,8,4,(4)ZnS型晶胞,2.阳离子的配位数：阴离子的配位数：,1.一个ZnS晶胞中含：个阳离子和 个阴离子,4,4,4,4,2.决定离子晶体结构的因素,几何因素晶体中正负离子的半径比电荷因素晶体中正负离子的电荷比键性因素离子键的纯粹程度。,几何因素,配位数与 r+/r-之比相关：0.225-0.414 4 配位 0.414-0.732 6 配位0.732-1.000 8 配位,返回,(2)硬度较大，难于压缩。,3.离子晶体物理性质的特点：,(1)熔沸点较高,难挥发。,(3)一般易溶于水,而难溶于非极性溶剂。,(4)固态不导电,水溶液或者熔融状态下能导电。,学习目标：,1.了解晶格能的定义和应用；,2.知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱；,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，离子所带电荷数越多，离子键越强，熔沸点较高，晶体越稳定。,二.晶格能,1.定义：气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量，通常取正值。如下表：,某些离子晶体的晶格能/（KJ/mol）,仔细阅读表38，分析晶格能的大小与离子晶体的熔点有什么关系？离子晶体的晶格能与哪些因素有关？,2、影响晶格能大小因素：,离子晶体中阴阳离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，晶格能越大。,(2)岩浆晶出规则与晶格能的关系,3.晶格能的应用：,(1)晶格能越大，离子晶体越稳定，离子晶体的熔沸点越高，硬度越大。,晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中冷却下来，从而先结晶。,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。,【总结】,物质的熔点与晶体类型的关系,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:下列物质的晶体,按其熔点由低到高的排列顺序正确的是（）A.NaCl、SiO2、CO2B.NaCl、CO2、SiO2C.NaCl、MgO、SiO2D.NaCl、SiO2、MgO,D,2.下列物质中，化学式能准确表示该物质分子组成的是()A.NH4Cl B.SiO2 C.P4 D.Na2SO4,C,3.几种离子的半径如下表所示：,A.LaF3 B.MgF2C.BeF2 D.KF,下列各离子晶体中阳离子配位数与氯化钠中钠离子配位数相同的是(),B,4.溴化钠、氯化钠和氧化镁等离子晶体的核间距和晶格能(部分)如下表所示。,NaBr NaCl MgO离子的核间距/pm 290 276 205晶格能/kJmo1 787 3890,(1)溴化钠晶体比氯化钠晶体晶格能_(填”大”或“小”)，主要原因 _。,(2)氧化镁晶体比氯化钠晶体晶格能大，主要原因_,小,NaBr比NaCl的核间距大,氧化镁晶体中的阴、阳离子的电荷数绝对值大，并且半径小,(3)溴化钠、氯化钠和氧化镁晶体中，硬度最大的是_。工业制取单质镁时，往往电解的是氯化镁而不是氧化镁，主要原因是,氧化镁,氧化镁晶体比氯化镁晶体晶格能大，熔点高，电解时消耗电能多。,
