網(wǎng)科學(xué)第三節(jié)金屬晶體與離子晶體第2課時

離子晶體教學(xué)目標(biāo)1.掌握離子晶體的概念，能識別NaCl、CsCl、CaF2的晶胞結(jié)構(gòu)。2.認(rèn)識離子晶體的物理性質(zhì)與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系。P87-88膽礬螢石重晶石燒堿CuSO4·5H2OCaF2BaSO4NaOH二、離子晶體什么是離子晶體呢？Na+Cl－電子轉(zhuǎn)移18氯化鈉的形成過程：NaCl晶體Na+Cl-從氯化鈉認(rèn)識離子晶體→像NaCl這樣，通過離子鍵結(jié)合所形成的晶體就叫離子晶體?！局R回顧1】1.什么叫離子鍵，離子鍵的構(gòu)成微粒是什么？微粒間作用力是什么？2.

什么叫離子晶體？哪些物質(zhì)屬于離子晶體？1、離子鍵使陰、陽離子間結(jié)合成化合物的靜電作用叫做離子鍵。成鍵粒子鍵的本質(zhì)靜電引力和斥力（1）特征：二、離子晶體以離子鍵結(jié)合的化合物傾向于形成緊密堆積，使每個離子周圍盡可能多地排列異性電荷的離子，從而達(dá)到穩(wěn)定的目的。沒有方向性和飽和性。Na+Cl－+—+—NaCl晶體Na+Cl-1、離子鍵使陰、陽離子間結(jié)合成化合物的靜電作用叫做離子鍵。成鍵粒子鍵的本質(zhì)靜電引力和斥力（1）特征：二、離子晶體NaCl晶體Na+Cl-沒有方向性和飽和性。Na+Cl－+—+—（2）影響因素：一般說來，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)1.下列不是離子化合物的是(

)

A.H2O B.CaI2

C.KOH

D.NaNO3同步練習(xí)解析:A項H2O中沒有離子鍵,不是離子化合物。A2.(雙選)下列關(guān)于離子鍵的敘述一定正確的是(

)A.離子鍵是通過陰、陽離子的靜電吸引形成的B.金屬與非金屬化合,不一定都能形成離子鍵C.凡含離子鍵的化合物,一定含金屬元素D.離子鍵只能由陰、陽離子通過靜電作用形成同步練習(xí)BDAlCl3NH4Cl2.離子晶體強(qiáng)堿、活潑金屬的氧化物和過氧化物、大多數(shù)鹽→常見的離子晶體→離子晶體無單個分子存在；如NaCl不表示分子式二、離子晶體:陰、陽離子通過離子鍵結(jié)合、在空間呈現(xiàn)規(guī)則幾何外形的晶體。均為離子化合物NaCl晶胞NaCl晶體活潑碳化物(CaC2)及氮化物(Mg3N2)等Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+→晶胞不是孤立的，還向空間延伸。晶胞是從無限結(jié)構(gòu)中剝離的一個重復(fù)單元!晶胞二、離子晶體3.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)①NaCl晶體NaCl晶胞的球棍模型思考：1個NaCl晶胞中有幾個Na+，幾個Cl-？NaCl晶胞的模型NaCl晶胞Na+：體心和棱中點Cl-：面心和頂點或者反之;交錯排列二、離子晶體3.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)Cl?Na+(1)每個晶胞含Na+、Cl-的個數(shù)：Cl-:8×+6×=4(個)1812Na+:1412×+1=4(個)化學(xué)式：“NaCl”晶胞中各離子的位置分布？Cl?Na+(2)配位數(shù)→每個Na＋周圍與之最接近且距離相等的Cl－有____個。6NaCl晶胞二、離子晶體3.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)指一個離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目(2)配位數(shù)→每個Na＋周圍與之最接近且距離相等的Cl－有____個。NaCl晶胞二、離子晶體3.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)指一個離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目→每個Cl－周圍與之最接近且距離相等的Na＋有____個。6→6個Na+連線形成的空間幾何構(gòu)型是__________。正八面體

Na+的配位數(shù)：Cl-的配位數(shù)：666Cl－Na＋NaCl晶胞二、離子晶體3.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)(3)Na+周圍最近的Na+數(shù)：Cl-周圍最近的Cl-數(shù)：1212Cl－Na＋小結(jié)NaCl的微觀結(jié)構(gòu)特征(1)每個NaCl晶胞含4個Na+、4個Cl-

(2)Na+的配位數(shù)：Cl-的配位數(shù)：66(3)Na+周圍最近的Na+數(shù)：Cl-周圍最近的Cl-數(shù)：1212每個Na＋周圍與之最接近且距離相等的Cl－有6個，Na＋有12個。每個Cl－周圍與之最接近且距離相等的Na＋有6個，Cl－有12個。八面體空隙填入正離子小結(jié)NaCl的微觀結(jié)構(gòu)特征面心立方最密堆積3.下列有關(guān)離子晶體的敘述中，不正確的是A.1mol氯化鈉晶體中有NA個NaCl分子B.氯化鈉晶體中，每個Na＋周圍距離最近且相等的Cl－共有6個C.醋酸鈉屬于離子晶體，含非極性鍵D.平均每個NaCl晶胞中有4個Na＋、4個Cl－A同步練習(xí)4．在冰晶石{Na3[AlF6]}晶胞中，[AlF6]3－占據(jù)的位置相當(dāng)于NaCl晶胞中Cl－占據(jù)的位置，則冰晶石晶胞中含Na＋數(shù)為(

)A．12

B．8C．4

D．3解析NaCl晶胞中Cl－個數(shù)為4，由題意知，冰晶石晶胞中[AlF6]3－的個數(shù)也應(yīng)當(dāng)為4，在Na3[AlF6]中，Na＋和[AlF6]3－的個數(shù)比為3∶1，所以冰晶石晶胞中含Na＋個數(shù)為4×3＝12同步練習(xí)ACsCl晶胞二、離子晶體3.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)Cl-Cs+(1)粒子位置Cl-Cs+CsCl晶胞二、離子晶體3.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)(1)粒子位置Cl-位于頂點Cs+位于體心或者反之;交錯排列Cl-Cs+Cl-Cs+CsCl晶胞二、離子晶體3.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)Cl-Cs+(1)粒子位置Cl-位于頂點Cs+位于體心(2)每個晶胞含Cs+、Cl-的個數(shù)：Cl-:Cs+:1個188×=1(個)或者反之;交錯排列“CsCl”僅表示物質(zhì)組成，不表示分子式Cl-Cs+→8個離子所圍成的的空間幾何構(gòu)型是__________。CsCl晶胞二、離子晶體3.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)Cl-Cs+(3)配位數(shù)每個Cs+同時吸引著

個Cl?每個Cl?同時吸引著

個Cs+88正六面體(立方體)Cl-Cs+1243765以Cs+在晶胞的頂點為例8CsCl晶胞二、離子晶體3.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)(4)Cs+周圍最近的Cs+數(shù)：Cl-周圍最近的Cl-數(shù)：66→6個離子連線形成的空間幾何構(gòu)型是__________。正八面體小結(jié)CsCl的微觀結(jié)構(gòu)特征(1)每個CsCl晶胞含1個Cs+、1個Cl-

(2)Cs+的配位數(shù)：Cl-的配位數(shù)：88(3)Cs+周圍最近的Cs+數(shù)：Cl-周圍最近的Cl-數(shù)：66Cl-Cs+每個Cs＋周圍與之最接近且距離相等的Cl－有8個，Cs＋有6個。每個Cl－周圍與之最接近且距離相等的Cs＋有8個，Cl－有6個。Cl-Cs+5.根據(jù)CsCl的晶胞結(jié)構(gòu)分析，CsCl晶體中兩距離最近的Cs＋間距離為a，則每個Cs＋周圍與其距離為a的Cs＋數(shù)目為_____；每個Cs＋周圍距離相等且次近的Cs＋數(shù)目為_____，距離為_____；每個Cs＋周圍距離相等且第三近的Cs＋數(shù)目為____，距離為_____；每個Cs＋周圍緊鄰且等距的Cl－數(shù)目為____。61288同步練習(xí)面對角線體對角線1.粒子位置：2.晶胞中的離子數(shù)：3.Ca2+、F-離子配位數(shù)比：CaF2晶胞Ca2+位于頂點和面心F-位于立方體內(nèi)Ca2+F-

個Ca2+，

個F-Ca2+F-F-配位數(shù)：配位多面體：8:4Ca2+配位數(shù)：配位多面體：8立方體遷移應(yīng)用認(rèn)識晶胞488×+6×=4(個)1812Ca2+:正四面體4S2-周圍最近的S2-數(shù)______(3)晶胞中含有的離子數(shù)：Zn2+___;S2-___(4)Zn2+配位數(shù)___;S2-配位數(shù)__(1)粒子位置：Zn2+_____；S2-

.或者反之。體內(nèi)頂點、面心4444(2)晶體堆積方式：可類比金剛石的晶胞S2-成面心立方密堆積，內(nèi)部4個Zn2+交錯排列在4個小立方體的中心。(5)若晶胞邊長為a,最近陰陽離子間距為:

.ZnS晶胞遷移應(yīng)用認(rèn)識晶胞(體對角線的1/4)(6)Zn2+周圍最近的Zn2+數(shù)____1212【思考】CaF2晶胞與ZnS晶胞類似，為什么CaF2晶胞Ca2＋的配位數(shù)為8個，【提示】F－與Ca2＋電荷比為1：2，而ZnS中，S2－與Zn2＋電荷比為1：1CaF2型晶胞晶體中正負(fù)離子的電荷相同，配位數(shù)就相同，晶體中正負(fù)離子的電荷數(shù)不同，配位數(shù)就不相同。思考與討論而ZnS晶胞中Zn2＋配位數(shù)為4?各類型離子晶體晶胞的比較晶體類型晶胞類型晶胞結(jié)構(gòu)示意圖配位數(shù)距離最近且相等的同種離子每個晶胞含有離子數(shù)實例NaCl型

ABCsCl型ZnS型AB2CaF2型Na+：6Cl-：6Cs+：8Cl-：8Zn2+：4S2-：4Ca2+：8F-：4Na+：12Cl-：12Cs+：6Cl-：6Na+：4Cl-：4Cs+：1Cl-：1Zn2+：4S2-：4Ca2+：4F-：8堿金屬的鹵化物（除Cs）、銀的鹵化物（除AgI）、堿土金屬（ⅡA)氧化物（除BeO）、硫化物（除ZnS)、硒化物ZnS、AgI、BeO等Cs的鹵化物（除氟化物）ThO2、UO2、CeO2、BaF2、PbF2、SrF2等歸納小結(jié)

能力拓展CuSO4?5H2O提示：如CuSO4?5H2O中還存在共價鍵、分子間作用力，有些還有氫鍵等，但主體是離子鍵。思考：離子晶體只存在離子鍵作用力嗎？試舉例說明→以上討論了NaCl、CsCl、CaF2、ZnS四種離子晶體.能力拓展→實際上，大量離子晶體的陰離子或陽離子不是單原子離子，

有的還存在電中性分子(如H2O、NH3等)?！w中也存在范德華力，只是當(dāng)能量份額很低時不提及。然而，貫穿整個晶體的主要作用力仍是陰、陽離子之間的作用力。例如:CaCO3、K2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O等，在這些離子晶體中還存在共價鍵、氫鍵等。離子晶體①陰、陽離子(單原子或多原子)②電中性分子構(gòu)成微粒離子鍵共價鍵氫鍵范德華力作用力總結(jié)概括二、離子晶體4.離子晶體的性質(zhì)探究(1)NaCl等離子晶體在熔融狀態(tài)下導(dǎo)電、水溶液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電有什么不同?“金屬的導(dǎo)電”：二、離子晶體4.離子晶體的性質(zhì)探究(1)NaCl等離子晶體在熔融狀態(tài)下導(dǎo)電、水溶液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電有什么不同?“離子晶體”的導(dǎo)電：→離子晶體中，離子鍵較強(qiáng)，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)電?！?dāng)升高溫度時，陰、陽離子獲得足夠能量克服離子間的相互作用，成為自由移動的離子(熔融狀態(tài))，在外界電場作用下，離子定向移動而形成電流。①離子晶體在熔融狀態(tài)下導(dǎo)電二、離子晶體4.離子晶體的性質(zhì)探究(1)NaCl等離子晶體在熔融狀態(tài)下導(dǎo)電、水溶液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電有什么不同?“離子晶體”的導(dǎo)電：→離子化合物溶于水時，陰、陽離子受到水分子作用變成了自由移動的離子(實質(zhì)上是水合離子)，在外界電場作用下，陰、陽離子定向移動而導(dǎo)電。②離子晶體在水溶液中導(dǎo)電二、離子晶體4.離子晶體的性質(zhì)探究(1)NaCl等離子晶體在熔融狀態(tài)下導(dǎo)電、水溶液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電有什么不同?發(fā)生滑動陽離子陰離子二、離子晶體4.離子晶體的性質(zhì)探究(2)離子晶體是否具有較好的延展性？陰、陽離子交替有序排列施加外力同種電荷相互排斥，使晶面裂開結(jié)論：離子晶體延展性較差陰、陽離子間有較強(qiáng)的離子鍵，使離子晶體的硬度較大。當(dāng)晶體受到?jīng)_擊力作用時，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破碎。寶石，主要成分Al2O3堅硬，但易碎。二、離子晶體4.離子晶體的性質(zhì)探究(3)離子晶體的熔點是否都較高？P88

思考與討論我們知道，金屬的熔點差異很大，如鎢的熔點為3410℃。而常溫下，汞卻是液體。離子晶體的熔點是不是也差異很大呢？請從理化手冊或互聯(lián)網(wǎng)查找下列離子晶體的熔點數(shù)據(jù)，得出結(jié)論?；衔锶埸c

/℃化合物熔點

/℃CaONa2SO4CuCl2Ca2SiO4NH4NO3Na3PO4BaSO4CH3COOCsLiPF6NaNO226131326169.61580200分解溫度8842130340194270結(jié)論：離子晶體的熔點差距也較大你能推測其原因嗎？→不同的離子晶體，離子鍵的強(qiáng)弱差別很大，所以離子晶體的熔、沸點及硬度差距也較大離子鍵的強(qiáng)弱離子半徑陰、陽離子的電荷數(shù)離子晶體中，陰、陽離子間有強(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。Cl?Na+一般說來，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，離子晶體的熔、沸點越高，硬度也越大。如熔點：NaF>NaCl>NaBr>NaI

離子液體

離子晶體的熔點，有的很高，如CaO的熔點為2613℃，有的較低，如NH4NO3、Ca(H2PO4)2的熔點分別為170℃、109℃。P88科學(xué)?技術(shù)?社會到20世紀(jì)90年代，隨著室溫或稍高于室溫時呈液態(tài)的離子化合物的優(yōu)異性質(zhì)不斷被開發(fā)利用，才意識到它們的巨大價值，并將它們定義為離子液體。早在1914年就有人發(fā)現(xiàn)，引入有機(jī)基團(tuán)可降低離子化合物的熔點，如C2H5NH3NO3的熔點只有12℃，比NH4NO3低了158℃!

應(yīng)用：作溶劑。用作電化學(xué)研究的電解質(zhì)、有機(jī)合成的溶劑和催化劑等離子液體：室溫或稍高于室溫時呈液態(tài)的離子化合物成分：常見的陰離子如四氯鋁酸根（AlCl4-)、六氟磷酸根（PF6-)、四氟硼酸根（BF4-

）等，常見的陽離子如季銨離子(R4N+

，即NH4+的H被烴基R取代）、帶烴基側(cè)鏈的咪唑、嘧啶等有環(huán)狀含氮結(jié)構(gòu)的有機(jī)胺正離子等。性質(zhì)：難揮發(fā)、有良好的導(dǎo)電性。離子液體

P88科學(xué)?技術(shù)?社會形成離子液體的陰、陽離子半徑較大，離子間的作用力較弱。課堂小結(jié)離子晶體共價晶體分子晶體金屬晶體存在微粒微粒間作用主要性質(zhì)實例四類晶體的比較陰、陽離子原子分子金屬離子、自由電子主要為離子鍵共價鍵分子間作用力金屬鍵硬而脆，易溶于極性溶劑，熔化時能夠?qū)щ?，熔沸點相差大質(zhì)地硬，不溶于大多數(shù)溶劑，導(dǎo)電性差，熔沸點很高硬度小，有的其水溶液能夠?qū)щ?，溶沸點低金屬光澤，是電和熱的良導(dǎo)體，熔沸點高或低食鹽晶體金剛石NH3、HCl鎂、鋁【規(guī)律方法】判斷晶體類型的方法④金屬單質(zhì)或合金在固態(tài)時大多為金屬晶體。③有很高的熔、沸點，硬度大，并且難溶于水的物質(zhì)大多為共價晶體，

如晶體硅、二氧化硅、金剛石等。②在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的晶體(化合物)是離子晶體。

如：NaCl熔融后電離出Na＋和Cl－，能自由移動，所以能導(dǎo)電。①在常溫下呈氣態(tài)或液態(tài)或易升華的物質(zhì)，其晶體應(yīng)屬于分子晶體(Hg除外)。如H2O、H2、稀有氣體等。一般是根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)：分析下列物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其晶體類型。(1)碳化鋁，黃色晶體，熔點2200℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電：________。(2)AlBr3，無色晶體，熔點98℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電：________。(3)VF5，無色晶體，熔點19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：______。(4)KBr，無色晶體，熔融時或溶于水中都能導(dǎo)電：________。(5)SiI4：熔點120.5℃，沸點287.4℃，易水解：________。(6)硼：熔點2300℃，沸點2550℃，硬度大：________。(7)硒：熔點217℃，沸點685℃，溶于氯仿：________。(8)銻：熔點630.74℃，沸點1750℃，導(dǎo)電：________。共價晶體分子晶體分子晶體離子晶體分子晶體共價晶體分子晶體金屬晶體對點訓(xùn)練

判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“?”。(1)在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子?(

)(2)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子?(

)

(3)有些離子晶體中除含離子鍵外還存在共價鍵()(4)金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體(

)(5)離子晶體一定都含有金屬元素(

)(6)離子晶體的熔點一定低于共價晶體的熔點(

)(5)離子晶體受熱熔化，破壞化學(xué)鍵，吸收能量，屬于化學(xué)變化(

)(6)某些離子晶體受熱失去結(jié)晶水，屬于物理變化()√

應(yīng)用體驗??√

?√

??如NH4Cl、NH4NO3等銨鹽如AlCl3是分子晶體如金屬晶體由陽離子和自由電子構(gòu)成MgO的熔點高于SiO2的熔點1．下列關(guān)于離子晶體性質(zhì)的敘述正確的是(

)A．熔、沸點較高，難以揮發(fā)B．硬度很小，容易變形C．都能溶于有機(jī)溶劑而難溶于水D．密度很小A2．下列物質(zhì)中屬于含有非極性鍵的離子晶體的是(

)①氫氧化鉀②過氧化鈉③金剛石④乙醇⑤碳化鈣A．①②③⑤

B．②⑤C．①③④⑤ D．①②⑤B3.自然界中的CaF2又稱螢石，是一種難溶于水的固體，屬于典型的離子晶體。下列一定能說明CaF2是離子晶體的實驗是A.CaF2難溶于水，其水溶液的導(dǎo)電性極弱B.CaF2的熔、沸點較高，硬度較大C.CaF2固體不導(dǎo)電，但在熔融狀態(tài)下可以導(dǎo)電D.CaF2在有機(jī)溶劑(如苯)中的溶解度極小C4.下列物質(zhì)的晶體一定屬于離子晶體的是A.在水中能電離出離子的物質(zhì)B.在水中能電離出SO42-的化合物C.在水中能電離出Na＋的化合物D.熔化時化學(xué)鍵無變化的化合物C5.如圖所示是從NaCl或CsCl的晶胞結(jié)構(gòu)中分割出來的部分結(jié)構(gòu)圖，其中屬于從NaCl晶胞中分割出來的結(jié)構(gòu)圖是A.圖(1)和(3) B.圖(2)和(3)C.圖(1)和(4) D.只有圖(4)C解析NaCl晶體中，每個Na＋周圍最鄰近的Cl－有6個，構(gòu)成正八面體，同理，每個Cl－周圍最鄰近的6個Na＋也構(gòu)成正八面體6.據(jù)所學(xué)知識判斷KCl、NaCl、CaO、BaO四種離子晶體熔點的高低順序是A.KCl＞NaCl＞BaO＞CaOB.NaCl＞KCl＞CaO＞BaOC.CaO＞BaO＞KCl＞NaClD.CaO＞BaO＞NaCl＞KClD7.AB、CD、EF均為1∶1型離子化合物，根據(jù)下列數(shù)據(jù)判斷它們的熔點由高至低的順序是A.CD＞AB＞EF B.AB＞EF＞CDC.AB＞CD＞EF D.EF＞AB＞CDD

ABCDEF離子電荷數(shù)112鍵長(10－10m)2.313.182.108.北京大學(xué)和中國科學(xué)院的化學(xué)工作者已成功研制出堿金屬與C60形成的球碳鹽K3C60，實驗測知該物質(zhì)屬于離子化合物，具有良好的超導(dǎo)性。下列有關(guān)分析正確的是A.K3C60中只有離子鍵

B.K3C60中不含共價鍵C.該晶體在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電

D.C60與12C互為同素異形體C解析：首先判斷球碳鹽K3C60中，在K與C之間有離子鍵。而60個C之間為共價鍵。所以該晶體在熔融狀態(tài)下能電離出K＋，所以能導(dǎo)電9.鋇在氧氣中燃燒時得到一種鋇的氧化物晶體，其晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列有關(guān)說法中正確的是A