《2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 3.4 離子晶體課件 新人教版選修3.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 3.4 離子晶體課件 新人教版選修3.ppt（23頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第四節(jié)離子晶體,1.能記住離子鍵、離子晶體的概念,能說(shuō)出離子鍵強(qiáng)弱與性質(zhì)的關(guān)系。2.能記住晶格能的概念和意義,能說(shuō)出晶格能與晶體性質(zhì)的關(guān)系。,一,二,一、離子晶體1.構(gòu)成離子晶體的粒子離子晶體是由陽(yáng)離子和陰離子通過(guò)離子鍵結(jié)合而成的晶體。構(gòu)成離子晶體的粒子不能(填“能”或“不能”,下同)自由移動(dòng),所以離子晶體不能導(dǎo)電。2.配位數(shù)離子晶體中離子的配位數(shù)是指一個(gè)離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目。決定離子晶體中離子的配位數(shù)的因素有幾何因素、電荷因素、鍵性因素。(1)幾何因素是指晶體中正負(fù)離子的半徑比(r+/r-)。它是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素。,,,,,,,,,,,一,二,(2)電荷因素是指正負(fù)離子

2、的電荷比。如在NaCl晶體中,每個(gè)Na+周圍有6個(gè)Cl-,每個(gè)Cl-周圍有6個(gè)Na+。NaCl只是氯化鈉晶體的化學(xué)式,在晶體中不存在單個(gè)氯化鈉分子,只有Na+和Cl-。在CsCl晶體中,每個(gè)Cs+周圍有8個(gè)Cl-,每個(gè)Cl-周圍有8個(gè)Cs+。如果正負(fù)離子的電荷不同,正負(fù)離子的個(gè)數(shù)必定不相同,結(jié)果,正負(fù)離子的配位數(shù)就不會(huì)相同。如在CaF2晶體中,Ca2+和F-的電荷比是2∶1,個(gè)數(shù)比是1∶2,Ca2+的配位數(shù)為8,F-的配位數(shù)為4。(3)鍵性因素是指離子鍵的純粹程度。3.特點(diǎn)離子晶體硬度較大、難于壓縮、熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高。,,,,,,,,,,,,,,,,,,一,二,離子晶體中存在共價(jià)鍵嗎?提示：有些

3、離子晶體如NaOH、NH4Cl、Na2SO4中存在共價(jià)鍵,有些離子晶體中不存在共價(jià)鍵如NaCl、MgO等。,一,二,二、晶格能1.定義離子晶體的晶格能是指氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量,通常取正值。離子晶體的晶格能是最能反映離子晶體穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)。2.晶格能的大小晶格能越大,形成的離子晶體越穩(wěn)定,而且熔點(diǎn)越高,硬度越大。典型的離子晶體晶格能的大小與離子所帶的電荷和離子半徑的關(guān)系是:離子電荷越多,晶格能越大,離子半徑越大,晶格能越小。,,,,,,,,,一,二,NaCl與KCl,NaCl與MgCl2哪一個(gè)晶格能更大?提示：r(Na+)r(Mg2+),所以MgCl2的晶格能大于NaCl。,一,

4、二,一、離子晶體的物理性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系1.具有較高的熔、沸點(diǎn),難揮發(fā)離子晶體中,陰、陽(yáng)離子間有強(qiáng)烈的相互作用(離子鍵),要克服離子間的相互作用使物質(zhì)熔化和沸騰,就需要較多的能量。因此,離子晶體具有較高的熔、沸點(diǎn)和難揮發(fā)的性質(zhì)。一般說(shuō)來(lái),陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,離子鍵越強(qiáng),離子晶體的熔、沸點(diǎn)越高。2.硬而脆離子晶體中,陰、陽(yáng)離子間有較強(qiáng)的離子鍵,離子晶體表現(xiàn)出較大的硬度。當(dāng)晶體受到?jīng)_擊力作用時(shí),部分離子鍵發(fā)生斷裂,導(dǎo)致晶體破碎。,一,二,3.離子晶體不導(dǎo)電,熔化或溶于水后能導(dǎo)電離子晶體中,離子鍵較強(qiáng),離子不能自由移動(dòng),即晶體中無(wú)自由移動(dòng)的離子,因此,離子晶體不導(dǎo)電。當(dāng)升高溫度時(shí),陰

5、、陽(yáng)離子獲得足夠能量克服離子間的相互作用,成為自由移動(dòng)的離子,在外界電場(chǎng)作用下,離子定向移動(dòng)而形成電流。離子化合物溶于水時(shí),陰、陽(yáng)離子受到水分子作用變成了自由移動(dòng)的離子(實(shí)質(zhì)上是水合離子),在外界電場(chǎng)作用下,陰、陽(yáng)離子定向移動(dòng)而導(dǎo)電。難溶于水的強(qiáng)電解質(zhì),如BaSO4、CaCO3等溶于水,由于溶液中自由移動(dòng)的離子濃度極小,故導(dǎo)電性極差。通常情況下,我們說(shuō)它們的水溶液不導(dǎo)電。,一,二,4.溶解性大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑(如水)中,難溶于非極性溶劑(如苯、CCl4)中。當(dāng)把離子晶體放在水中時(shí),極性水分子對(duì)離子晶體中的離子產(chǎn)生靜電作用,使晶體中的離子克服離子間的作用而離開(kāi)晶體,變成在水中自由移動(dòng)的

6、離子。,一,二,二、四種晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)比較,一,二,一,二,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,離子晶體的性質(zhì),【例題1】溴化鈉、氯化鈉和氧化鎂晶體中離子的核間距和晶格能(部分)如下表所示:(1)溴化鈉晶體比氯化鈉晶體晶格能(填“大”或“小”),主要原因是。(2)氧化鎂晶體比氯化鈉晶體晶格能大,主要原因是。(3)溴化鈉、氯化鈉和氧化鎂晶體中,硬度最大的是。工業(yè)制取單質(zhì)鎂時(shí),往往電解的是氯化鎂而不是氧化鎂,主要原因是。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,答案：(1)小NaBr比NaCl離子的核間距大(2)氧化鎂晶體中的陰、陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)多,并且陰、陽(yáng)離子核間距小(3)氧化鎂氧化鎂晶體比氯化鎂晶體晶格能

7、大,熔點(diǎn)高,電解時(shí)消耗電能大解析：利用離子晶體中離子的核間距、離子的電荷數(shù)與晶格能的關(guān)系,對(duì)離子晶體的物理性質(zhì)進(jìn)行分析。晶格能越大,則離子晶體的熔、沸點(diǎn)越高。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,點(diǎn)撥解答有關(guān)離子晶體性質(zhì)的問(wèn)題時(shí),應(yīng)抓住成鍵離子所帶電荷數(shù)的多少、核間距的大小、晶格能的大小、晶格能與性質(zhì)之間的關(guān)系這一主線進(jìn)行分析、判斷、推理。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,離子晶體的結(jié)構(gòu),【例題2】超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu),晶體中氧的化合價(jià)部分為0,部分為-2。如圖為超氧化鉀晶體的一個(gè)晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元)。下列說(shuō)法正確的是()C.晶體中與每個(gè)K+距離最近的K+有8個(gè)D.晶體中,0價(jià)氧元素與-2

8、價(jià)氧元素的原子個(gè)數(shù)比為1∶3,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,點(diǎn)撥解答該題時(shí),一要利用“均攤法”,求得每個(gè)晶胞中所含離子的數(shù)目;二要根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)求得陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)。同時(shí)也可聯(lián)想NaCl晶體模型,利用熟悉的模型去解答有關(guān)問(wèn)題。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,四大晶體比較,【例題3】如圖為一些晶體中的結(jié)構(gòu),它們分別是NaCl、CsCl、干冰、金剛石、石墨中的某一種。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,(1)其中代表金剛石的是(填字母,下同),其中每個(gè)碳原子與個(gè)碳原子最近且距離相等,金剛石屬于晶體。(2)其中代表石墨的是,其中每個(gè)正六邊形占有的碳原子平均數(shù)為。(3)其中表

9、示NaCl的是,每個(gè)Na+周圍與它最近的個(gè)Na+緊鄰。(4)代表CsCl的是,它屬于晶體,每個(gè)Cs+與個(gè)Cl-緊鄰。(5)代表干冰的是,它屬于晶體,每個(gè)CO2分子與個(gè)CO2分子緊鄰。答案：(1)D4原子(2)E2(3)A12(4)C離子8(5)B分子12,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,解析：根據(jù)不同物質(zhì)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)辨別圖形所代表的物質(zhì)。NaCl晶胞是立方單元,每個(gè)Na+與6個(gè)Cl-緊鄰,每個(gè)Cl-又與6個(gè)Na+緊鄰,但觀察Na+與最近且等距離的Na+數(shù)時(shí)要拋開(kāi)Cl-,從空間結(jié)構(gòu)上看是12個(gè)Na+,即x軸面上、y軸面上、z軸面上各4個(gè)。CsCl晶體由Cs+、Cl-構(gòu)成體心立方結(jié)構(gòu)。干冰也是立方體結(jié)構(gòu),但在立方體每個(gè)正方形面心都有一個(gè)CO2分子,稱為“面心立方”,所以每個(gè)CO2分子在三維空間里x、y、z三個(gè)面各緊鄰4個(gè)CO2分子,共12個(gè)CO2分子。金剛石中每個(gè)碳原子緊鄰4個(gè)其他碳原子。石墨的片層由正六邊形結(jié)構(gòu)組成,每個(gè)碳原子緊鄰3個(gè)碳原子,即每個(gè),知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,點(diǎn)撥原子晶體中只存在共價(jià)鍵,由于共價(jià)鍵具有飽和性和方向性,故原子不遵循緊密堆積原則,其立體構(gòu)型為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其余三種晶體遵循緊密堆積原則,應(yīng)用均攤法確定晶胞中包含的微粒數(shù)目。,