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1、成 才 之 路 化 學路 漫 漫 其 修 遠 兮 吾 將 上 下 而 求 索 人 教 版 選 修 晶 體 結 構 與 性 質第 三 章 第 四 節(jié) 離 子 晶 體 第 三 章 自 主 探 究 新 知 預 習2 預 習 自 測 初 試 牛 刀3 課 堂 探 究 疑 難 解 惑4 課 堂 達 標 夯 實 基 礎5 視 點 拓 展 專 家 博 客6 課 時 作 業(yè)7情 境 呈 現(xiàn) 激 趣 入 題1 情 境 呈 現(xiàn) 激 趣 入 題 在我們周圍廣泛存在著離子化合物,常溫下,許多離子化合物以晶體形態(tài)存在,如碳酸鈣等。這些晶體是如何形成的?在這些晶體中,微粒又是怎樣堆積的呢?依據(jù)前面研究金屬晶體結構的方法,
2、觀察NaCl晶體,發(fā)現(xiàn)其中的微粒排布同樣具有周期性,從中截取一個面心立方結構,就得到了NaCl晶體的晶胞。在NaCl中,每個Na周圍分布有六個Cl,同樣每個Cl周圍分布有六個Na,那么,在一個晶胞中實際擁有的Na與Cl 各是多少個? 自 主 探 究 新 知 預 習 一、離子晶體1結構特點:2決定晶體結構的因素:陽 離 子 陰 離 子 離 子 鍵 鄰 近 異 電 性 半 徑 比 (r /r ) 電 荷 比 離 子 鍵 3 常 見 的 離 子 晶 體 :6 8 8 6 8 4 4.物 理 性 質 :(1)硬 度 _, 難 于 壓 縮 。(2)熔 點 和 沸 點 _。(3)固 體 不 導 電 , 但
3、 在 _中 能 導 電 。較 大 較 高 熔 融 狀 態(tài) 或 水 溶 液 1 穩(wěn) 定 高 大 預 習 自 測 初 試 牛 刀 答案:B解析:過氧化鈉中有離子鍵和共價鍵;石墨和白磷中存在共價鍵和分子間作用力。 答案:D解析:“相互作用”既指靜電引力,也指靜電斥力,而且這種相互作用指相鄰(直接相鄰)的陰陽離子間的強烈相互作用。 答案:A解析:分子中含兩個氫原子的酸不一定是二元酸,例如甲酸HCOOH;金屬晶體中含有金屬陽離子,但不是離子晶體;元素的非金屬性越強,其單質的活潑性不一定越強。例如氮氣。 答案:A解析:氣態(tài)離子形成1 mol離子晶體釋放的能量稱為晶格能。 課 堂 探 究 疑 難 解 惑 1
4、.結 構 特 點 :(1)離 子 晶 體 是 由 陽 離 子 和 陰 離 子 通 過 離 子 鍵 結 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 。 根 據(jù) 靜 電 作 用 大 小 的影 響 因 素 可 知 , 在 離 子 晶 體 中 陰
5、 、 陽 離 子 半 徑 越 小 , 所 帶 電 荷數(shù) 越 多 , 離 子 鍵 越 強 。(3)離 子 晶 體 的 化 學 式 只 表 示 晶 體 中 陰 、 陽 離 子 的 個 數(shù) 比 ,而 不 是 表 示 其 分 子 組 成 。離子晶體的結構 2 常 見 離 子 晶 體 的 晶 胞 結 構 : 方法技巧:解答該題時,一要利用“均攤法”,求得每個晶胞中所含離子的數(shù)目;二要根據(jù)晶體結構求得陰陽離子的配位數(shù)。同時也可聯(lián)想NaCl晶體模型,利用熟悉的模型去解答有關問題。答案:A (2)下 面 是 從 NaCl或 CsCl晶 體 結 構 中 分 割 出 來 的 部 分 結 構圖 , 其 中 屬 于
6、從 NaCl晶 體 中 分 割 出 來 的 結 構 圖 是 _。 答案:(1)MNMN2MN2MN(2) 離子晶體的性質性 質 原 因熔沸點 離 子 晶 體 中 有 較 強 的 離 子 鍵 , 熔 化 或 氣 化 時 需 消 耗較 多 的 能 量 。 所 以 離 子 晶 體 有 較 高 的 熔 點 、 沸 點 和難 揮 發(fā) 性 。 通 常 情 況 下 。 同 種 類 型 的 離 子 晶 體 , 離子 半 徑 越 小 , 離 子 鍵 越 強 , 熔 、 沸 點 越 高硬 度 硬 而 脆 。 離 子 晶 體 表 現(xiàn) 出 較 高 的 硬 度 : 當 晶 體 受 到?jīng)_ 擊 力 作 用 時 , 部 分
7、離 子 鍵 發(fā) 生 斷 裂 , 導 致 晶 體 破碎 性 質 原 因導電性 不 導 電 , 但 熔 融 或 溶 于 水 后 能 導 電 。 離 子 晶 體中 , 離 子 鍵 較 強 , 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 導電 。 當 升 高 溫 度 時 , 陰 、 陽 離 子 獲 得 足 夠 的 能 量克 服 了 離 子 間 的 相 互 作 用 力 , 成 為 自 由 移 動 的 離子 , 在 外 加 電 場 的 作 用 下 , 離 子 定 向 移 動 而 導電 。 離 子 晶 體 溶 于 水 時 ,
8、陰 、 陽 離 子 受 到 水 分 子的 作 用 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 而 導 電 性 質 原 因溶解性 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 汽 油 、 苯 、 CCl4)中 。 當 把 離 子 晶 體放 入 水 中 時 , 水 分 子 對 離 子 晶 體 中 的 離 子 產 生 吸引 , 使 離 子 晶 體 中 的 離 子 克 服 離 子 間 的 相 互 作 用力 而 離 開 晶 體 , 變 成 在 水
9、 中 自 由 移 動 的 離 子延展性 離 子 晶 體 中 陰 、 陽 離 子 交 替 出 現(xiàn) , 層 與 層 之 間 如果 滑 動 , 同 性 離 子 相 鄰 而 使 斥 力 增 大 導 致 不 穩(wěn)定 , 所 以 離 子 晶 體 無 延 展 性 答案:D解析:由表中所給的熔、沸點數(shù)據(jù)可知:SiCl4的熔、沸點最低,均低于100 ,為分子晶體;單質B的熔、沸點最高,高于2000 ,可能為原子晶體;AlCl3的沸點低于熔點,故可升華;NaCl的熔點高于MgCl2的熔點,表明NaCl中的離子鍵較難斷裂,所以NaCl的鍵的強度比MgCl2大。 課 堂 達 標 夯 實 基 礎 答案:D 解析:離子晶體
10、具有較高的熔、沸點和較大的硬度,熔融狀態(tài)下存在自由移動的離子,能導電。晶體中陰、陽離子個數(shù)比則各不相同,如氯化鈉晶體中陰、陽離子個數(shù)比為1 1,氯化鎂晶體中陰、陽離子個數(shù)比為2 1,等等。 答案:D解析:A、C明顯錯誤;金屬中的自由電子并不是在外加電場的作用下產生的,B項不正確。 解析:氧化鈣和氯化鈉都屬于離子晶體,熔點的高低可根據(jù)晶格能的大小判斷。晶格能的大小與離子所帶電荷數(shù)多少、離子間距離、晶體結構類型等因素有關。氧化鈣和氯化鈉的離子間距離和晶體結構都類似,故晶格能主要由陰、陽離子所帶電荷數(shù)的多少決定。 答案:A 解析:四種晶體的熔、沸點一般是原子晶體高,離子晶體較高,金屬晶體高低相差較大
11、,一般較高,但有些高于一些原子晶體(如鎢),有些低于一些分子晶體(如汞、鈉等),分子晶體熔點較低。四種晶體中,原子晶體一般不導電(硅為半導體);分子晶體在固態(tài)和熔融態(tài)時不導電,溶于水時可能導電;金屬晶體在固態(tài)和熔融態(tài)時均可導電;離子晶體在固態(tài)時不導電,但在熔融態(tài)和溶于水時可以導電。由此可以初步推斷:A為離子晶體,B、C為分子晶體,D為金屬晶體。 視 點 拓 展 專 家 博 客 納 米 技 術諾貝爾物理學獎獲得者,美國科學家費曼(R.P.Feynman)在1959年的美國物理學年會上發(fā)表底部有很大空間的演講中曾預言:“至少依我看來,物理學的規(guī)律不排除一個原子一個原子地制造物品的可能性?!边@被公認為納米科學技術思想的來源。1984年,德國薩爾蘭大學的格萊特(H.Gleiter)在高真空的條件下將粒徑為6 nm的鐵粒子加壓成形,燒結得到納米量級的塊狀體,納米材料由此得到迅速發(fā)展。1990年,納米技術獲得了重大突破。美國國際商用機器公司(IBM)阿爾馬登研究中心的科學家成功地對單個的原子進行了重排。 他們使用掃描隧道顯微鏡慢慢地把35個氙原子移動到各自的位置,組成了IBM三個字母,而三個字母加起來還沒有3 nm長。中國科學家利用原子力顯微鏡(AFM)技術“刻”下了世界上字號最小的唐詩。