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1、第二單元離子鍵離子晶體 目標導(dǎo)航預(yù)習(xí)引導(dǎo) 目標導(dǎo)航預(yù)習(xí)引導(dǎo)一、離子鍵1.離子鍵:在離子化合物中,陰、陽離子之間的靜電作用叫離子鍵,離子鍵的靜電作用包括靜電引力和靜電斥力。2.形成過程3.離子鍵的特征V V V V V V 目標導(dǎo)航預(yù)習(xí)引導(dǎo)4.含有離子鍵的化合物都是離子化合物。有的離子化合物既含有離子鍵又含有共價鍵。如MgCl2、NaOH、NH4Cl的電子式:V V V V V V 目標導(dǎo)航預(yù)習(xí)引導(dǎo)預(yù)習(xí)交流1離子化合物中含有帶電的微粒(陰、陽離子),離子晶體為什么不能導(dǎo)電?你知道離子化合物在什么條件下才能導(dǎo)電嗎?答案:離子晶體中,陰、陽離子不能自由移動,即晶體中無自由移動的離子,因此離子晶體不導(dǎo)

2、電。當升高溫度至熔融狀態(tài)時,陰、陽離子間間隙增大,且陰、陽離子獲得足夠的能量克服了離子間的相互作用,成為自由移動的離子,在外加電場的作用下,離子定向移動。離子晶體溶于水時,陰、陽離子在水分子的作用下成了自由移動的離子(或水合離子),在外加電場的作用下,陰、陽離子定向移動。 目標導(dǎo)航預(yù)習(xí)引導(dǎo)3.晶格能(1)晶格能的概念:晶格能(符號為U)是指拆開 1 mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和氣態(tài)陽離子時所吸收的能量。 (2)晶格能的意義:晶格能用來衡量離子晶體中陰陽離子間靜電作用大小。即晶格能越大,表明離子晶體中離子鍵越牢固,晶體也越穩(wěn)定。(3)晶格能的應(yīng)用:根據(jù)晶格能的大小可以解釋和預(yù)測離子化合物的

3、某些性質(zhì)。一般而言,晶格能越大,離子鍵越強,離子晶體的熔點越高、硬度越大。(4)晶格能的影響因素:晶格能的大小取決于離子晶體中陰、陽離子所帶電荷數(shù)和陰、陽離子的核間距。離子所帶電荷數(shù)越多,陰、陽離子的核間距越小,則晶格能越大。V V V V V V V V V V V V V V V V 目標導(dǎo)航預(yù)習(xí)引導(dǎo)4.典型離子晶體離子晶體有多種晶體結(jié)構(gòu)類型,其中NaCl型和CsCl型是兩種最常見的離子晶體結(jié)構(gòu)類型。V V V V V V 目標導(dǎo)航預(yù)習(xí)引導(dǎo)5.影響離子配位數(shù)的因素離子晶體中離子配位數(shù)的多少主要取決于陰、陽離子半徑的相對大小。V V 目標導(dǎo)航預(yù)習(xí)引導(dǎo)預(yù)習(xí)交流3氯化鈉、氟化鈣晶體我們通常寫為N

4、aCl、CaF2,是不是說明晶體中存在組成為NaCl、CaF2的分子?請分析說明。答案:在氯化鈉晶體中并不存在單個氯化鈉(NaCl)分子,而只有鈉離子和氯離子?！癗aCl”只是氯化鈉晶體的化學(xué)式。它表示在氯化鈉晶體中,Na+和Cl-的個數(shù)之比是1 1,因為Na+的配位數(shù)是6,Cl-的配位數(shù)也是6。在CaF 2晶體中,Ca2+的配位數(shù)是8,F-的配位數(shù)是4。每個Ca2+周圍有8個F-,而每個F-則被4個Ca2+包圍,在整個晶體中,Ca2+和F-個數(shù)之比為1 2。所以,氟化鈣晶體的化學(xué)式為CaF2。從以上的分析中可以了解到氯化鈉、氟化鈣晶體寫為NaCl、CaF2,并不是說在晶體中存在組成為NaCl

5、、CaF2的分子,而只是代表晶體中元素原子組成的比例關(guān)系。 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測31 21.離子鍵的實質(zhì)活動與探究下列關(guān)于離子鍵特征的敘述中,正確的是()A.一種離子對帶異性電荷離子的吸引作用與其所處的方向無關(guān),故離子鍵無方向性B.因為離子鍵無方向性,故陰、陽離子的排列是沒有規(guī)律的,隨意的C.因為氯化鈉的化學(xué)式是NaCl,故每個Na +周圍吸引一個Cl-D.因為離子鍵無飽和性,故一種離子周圍可以吸引任意多個帶異性電荷的離子 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測解析:離子鍵的特征是沒有飽和性和方向性。因為離子鍵無方向性,故帶異性電荷的離子間的相互作用與其所處的相對位置無關(guān),但是為了使物質(zhì)的能量最低,體系最穩(wěn)定,陰、陽離

6、子的排列也是有規(guī)律的,不是隨意的;離子鍵無飽和性,體現(xiàn)在一種離子周圍可以盡可能多地吸引帶異性電荷的離子,但也不是任意的,因為這個數(shù)目還要受兩種離子的半徑比(即空間條件是否允許)和個數(shù)比的影響,如NaCl中,Na+半徑比Cl-半徑小,陰、陽離子比是1 1。每個離子周圍吸引異性離子的多少就取決于離子周圍空間的大小,每個Na +周圍能吸引6個Cl-,每個Cl-周圍也只能吸引6個Na+,故Cl-和Na+的個數(shù)比為1 1,“NaCl”是僅僅表示陰、陽離子個數(shù)比的化學(xué)式。答案:A 31 2 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測思考與交流用電子式表示離子化合物時有何規(guī)律和特點?答案:表示離子化合物的電子式的書寫特點:陰離子和陽

7、離子都需標明相應(yīng)電荷,且電荷數(shù)要標正確,不能將電荷標成化合價;陰離子的電子需用方括號括在元素符號的周圍,負電荷標在方括號的右上角,簡單陽離子不標方括號;離子化合物中有多個離子應(yīng)分開寫,不能在離子符號右下角標上離子數(shù)目。31 2 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測(1)離子晶體是由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。(2)離子晶體微粒之間的作用力是離子鍵。由于靜電作用沒有方向性,故離子鍵沒有方向性。只要條件允許,陽離子周圍可以盡可能多地吸引陰離子,同樣,陰離子周圍可以盡可能多地吸引陽離子,故離子鍵也沒有飽和性。(3)離子晶體中不存在單個分子,晶體的化學(xué)式只表示晶體中陰陽離子的個數(shù)比,而不是表示分子的組成。31

8、 2 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測2 312.離子晶體的晶格能對離子晶體物理性質(zhì)的影響活動與探究分析下表中部分離子晶體的晶格能與晶體的物理性質(zhì)之間的關(guān)系。 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測討論回答以下問題:(1)影響晶格能大小的因素有哪些?是如何影響的?(2)同類型的離子晶體,晶格能的大小與物質(zhì)的熔點和摩氏硬度有什么關(guān)系?答案:(1)晶格能與離子晶體中陰、陽離子所帶電荷數(shù)和核間距有關(guān)。陰、陽離子所帶電荷數(shù)越多,晶格能越大;離子核間距越小,晶格能越大。(2)同類型離子晶體中,晶格能越大,熔點越高,摩氏硬度越大。2 31 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測遷移與應(yīng)用離子晶體熔點的高低取決于晶體中陽離子與陰離子之間的靜電作用力,靜電作用力大則熔

9、點高,靜電作用力小則熔點低。試根據(jù)你學(xué)過的物理知識,判斷KCl、NaCl、CaO、BaO四種晶體熔點的高低順序可能是()A.KClNaClBaOCaO B.NaClKClCaOBaOC.CaOBaONaClKCl D.CaOBaOKClNaCl解析:離子晶體中,離子鍵越強,晶體熔、沸點越高。而離子所帶電荷越多,半徑越小,離子鍵越強。Ca 2+、O2-、Ba2+都帶2個單位電荷;Na+、Cl-、K+只帶1個單位電荷,r(Ca2+)r(Ba2+),r(Na+)BaONaClKCl。答案 :C 2 31 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測(1)可借助庫侖定律 來比較晶格能的大小:晶格能與離子所帶的電荷數(shù)成正比,與陰陽

10、離子間的距離成反比,晶格能的數(shù)據(jù)可以用來說明許多典型離子晶體的性質(zhì)變化規(guī)律。(2)離子晶體熔、沸點的比較:比較離子晶體晶格能的大小。一般地說,陰、陽離子半徑越小,陰、陽離子所帶電荷數(shù)越多,則陰、陽離子間的作用越強,晶格能越大,離子晶體的熔、沸點越高。2 31 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測1 2 3 3.常見離子晶體類型的探究活動與探究已知NaCl型晶體結(jié)構(gòu)模型(如圖1):配位數(shù)為6。在NaCl晶體中,每個Na+周圍同時吸引著6個Cl-,每個Cl-周圍也同時吸引著6個Na+。每個Na+周圍與它最近且等距的Na+有12個,每個Na+周圍與它最近且等距的Cl-有6個。請你根據(jù)以上NaCl晶體模型的分析,完成對C

11、sCl型晶體結(jié)構(gòu)模型的分析,并填寫以下空白。CsCl型晶體結(jié)構(gòu)模型(如圖2):配位數(shù)為。 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測 (2)每個Cs+與個Cs+等距離相鄰,每個Cs+與個Cl-等距離相鄰。 NaCl晶體結(jié)構(gòu)模型CsCl晶體結(jié)構(gòu)模型 圖1圖2答案:8(1)88(2)68 (1)在CsCl晶體中,每個Cs+周圍同時吸引著個Cl-,每個Cl-周圍也同時吸引著個Cs+。 1 2 3 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測遷移與應(yīng)用如圖是從NaCl或CsCl晶體結(jié)構(gòu)中分割出來的部分結(jié)構(gòu)圖,其中屬于從NaCl晶體中分割出來的結(jié)構(gòu)圖是()A.(1)和(3) B.(2)和(3) C.(1)和(4)D.只有(4) 解析:根據(jù)NaCl和CsCl

12、晶體結(jié)構(gòu)特點分析圖示。(1)中由黑球可知,其配位數(shù)為6,(4)圖應(yīng)為簡單立方結(jié)構(gòu)。故(1)(4)應(yīng)為NaCl,(2)中由黑球知配位數(shù)為8,(3)圖為體心立方結(jié)構(gòu),故(2)(3)應(yīng)為CsCl。所以C項正確。 答案 :C 1 2 3 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測1.求解晶體結(jié)構(gòu)計算題,空間三維立體想象是關(guān)鍵。要運用分割、增補等手段。此類題的中心思想是把化學(xué)問題抽象成數(shù)學(xué)問題來解決。2.影響離子晶體結(jié)構(gòu)的因素(2)電荷因素:如果陽離子和陰離子所帶電荷數(shù)不同,陽離子和陰離子的個數(shù)必定不同,陽離子和陰離子的配位數(shù)就會不同。因此, 陽離子和陰離子所帶電荷數(shù)之比是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的一個重要因素。 1 2 3 問題導(dǎo)學(xué)即

13、時檢測1 2 3 4 51.離子晶體一般不具有的特征是()A.熔點較高,硬度較大B.易溶于水而難溶于有機溶劑C.固體時不能導(dǎo)電D.離子間距離較大,其密度較小解析:離子晶體的結(jié)構(gòu)決定著離子晶體具有一系列特性,這些特性包括A、B、C。答案:D 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測1 2 3 4 52.下列關(guān)于晶格能的敘述中正確的是()A.晶格能僅與形成晶體中的離子所帶電荷數(shù)有關(guān)B.晶格能僅與形成晶體的離子半徑有關(guān)C.晶格能是指相鄰的離子間的靜電作用D.晶格能越大的離子晶體,其熔點越高解析:晶格能大小與離子所帶電荷數(shù)成正比,與陰、陽離子半徑的大小成反比。晶格能越大晶體的熔、沸點越高,硬度也越大,所以A、B錯,D項正確。

14、晶格能是指拆開1 mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和陽離子所吸收的能量,既有量的限定:1 mol,又有粒子的限定:陰、陽離子,所以C項敘述是錯誤的。答案:D 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測1 2 3 4 53.已知X、Y、Z三種元素組成的化合物是離子晶體,其晶胞如圖所示,X、Y、Z分別處于立方體的頂點、棱邊的中點、立方體的體心。則下面關(guān)于該化合物的說法不正確的是()A.該晶體的化學(xué)式為ZXY3B.該晶體的熔點一定比金屬晶體的熔點高C.每個X周圍距離最近的Y有6個D.每個Z周圍距離最近的X有8個 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測1 2 3 4 5答案:B 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測1 2 3 4 54.MgO、Rb2O、CaO、BaO

15、四種離子晶體熔點由高到低的順序可能是。 解析:四種離子晶體中所含陰離子相同。Mg2+、Rb+、Ca2+、Ba2+相比較,Rb+所帶電荷最少且比Mg2+、Ca2+的半徑大,其與O2-形成的離子鍵較弱,使Rb2O的熔點比MgO、CaO的低。Mg2+、Ca2+、Ba2+相比較,所帶電荷一樣多,半徑:Mg2+Ca2+Ca2+Ba2+,相應(yīng)離子晶體的熔點由高到低的順序是MgOCaOBaO。答案:MgOCaOBaORb2O 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測1 2 3 4 5 5.下圖為離子晶體空間構(gòu)型示意圖( 為陽離子, 為陰離子),以M代表陽離子,以N代表陰離子,寫出各離子晶體的組成表達式:A;B;C;D。 問題導(dǎo)學(xué)即時檢測1 2 3 4 5 答案:MNMN 2MN2MN