《離子晶體》PPT課件.ppt

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1、知識(shí)回顧：三種晶體類(lèi)型與性質(zhì)的比較,,,,,,,共價(jià)鍵,范德華力,金屬鍵,原子,分子,金屬陽(yáng)離子和自由電子,很高,很低,差別較大,很大,很小,差別較大,無(wú)（硅為半導(dǎo)體）,無(wú),導(dǎo)體,,,氯化鈉晶體,粉末狀氯化鈉晶體,3.4離子晶體,2Na + Cl2 == 2NaCl,,,,,氯化鈉的形成過(guò)程：,一、離子晶體,1、定義：由陽(yáng)離子和陰離子通過(guò)離 子鍵結(jié)合而成的晶體。 2、成鍵粒子：陰、陽(yáng)離子 3、相互作用力：離子鍵,4、常見(jiàn)的離子晶體： 強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、大部分的鹽類(lèi)。,,,,,,可見(jiàn)：在NaCl晶體中，鈉離子、氯離子按一定的規(guī)律在空間排列成立方體。,5、晶胞類(lèi)型：,（1）氯化鈉型晶

2、胞,（1）鈉離子和氯離子的位置：,鈉離子和氯離子位于立方體的頂角上，并交錯(cuò)排列。 鈉離子：體心和棱中點(diǎn)；氯離子：面心和頂點(diǎn)，或者反之。,氯化鈉的晶胞,,（3）與Na+等距離且最近的Na+ 、Cl- 各有幾個(gè)？,計(jì)算方法：均攤法 頂點(diǎn)占1/8；棱占1/4；面心占1/2；體心占1,（2）每個(gè)晶胞含鈉離子、氯離子的個(gè)數(shù),與Na+等距離且最近的Na+ 有： 12個(gè) 與Na+等距離且最近的Cl- 有： 6個(gè),,,,,NaCl的晶體結(jié)構(gòu)模型,NaCl晶體中陰、陽(yáng)離子配位數(shù),,,,,,,,,,（2）氯化銫型晶胞,,,,CsCl的晶體結(jié)構(gòu)及晶胞構(gòu)示意圖,,CsCl晶胞,（1）銫離子和氯離子的位置：,銫離子：

3、體心 氯離子：頂點(diǎn)；或者反之。,（2）每個(gè)晶胞含銫離子、氯離子的個(gè)數(shù),銫離子：1個(gè) ；氯離子：1個(gè),（3）與銫離子等距離且最近的銫離子、氯離子各有幾個(gè)？,銫離子：6個(gè) ；氯離子：8個(gè),(3)CaF2型晶胞,Ca2+的配位數(shù)：,F-的配位數(shù)：,一個(gè)CaF2晶胞中含： 個(gè)Ca2+和 個(gè)F-,8,4,4,8,(4)ZnS型晶胞,陽(yáng)離子的配位數(shù)：4,陰離子的配位數(shù)：4,一個(gè)ZnS晶胞中含：4個(gè)陽(yáng)離子和4個(gè)陰離子,科學(xué)探究：,找出CsCl、NaCl兩種離子晶體中陽(yáng)離子和陰離子的配位數(shù)，它們是否相等？,6,6,8,8,決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素,幾何因素 晶體中正負(fù)離子的半徑比 電荷因素 晶體中正負(fù)離子的電荷

4、比 鍵性因素 離子鍵的純粹程度（純粹因素）,,科學(xué)視野,閱讀思考 碳酸鹽熱分解的實(shí)質(zhì)是什么？ 表3-7的有關(guān)數(shù)值說(shuō)明了什么？,組成碳酸鹽中陽(yáng)離子的金屬的金屬性越弱，金屬陽(yáng)離子的半徑越小，碳酸鹽的熱穩(wěn)定性越差，反之越好。,各類(lèi)型離子晶體晶胞的比較,Na+：,6,Cl-：,6,Cs+：,Cl-：,8,8,Zn2+：,S2-：,4,4,Ca2+：,F-：,4,8,Na+：,Cl-：,Cs+：,Cl-：,Na+：,Cl-：,Cs+：,Cl-：,Zn2+：,S2-：,Ca2+：,F-：,12,12,6,6,4,4,1,1,4,4,8,4,KBr AgCl、MgO、CaS、BaSe,ZnS、AgI

5、、 BeO,CsCl、CsBr、CsI、TlCl,堿土金屬鹵化物、堿金屬氧化物。,,總結(jié)一,離子晶體有什么特點(diǎn)？ 無(wú)單個(gè)分子存在；NaCl不表示分子式。 熔沸點(diǎn)較高，硬度較大，難揮發(fā)難壓縮。且隨著離子電荷的增加，核間距離的縮短，晶格能增大，熔點(diǎn)升高。 一般易溶于水，而難溶于非極性溶劑。 固態(tài)不導(dǎo)電，水溶液或者熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電。 哪些物質(zhì)屬于離子晶體？ 強(qiáng)堿、部分金屬氧化物、部分鹽類(lèi)。,二、晶格能,定義：氣態(tài)離子形成1摩離子晶體時(shí)釋放的能量。 晶格能的大小與陰、陽(yáng)離子所帶電荷的乘積成正比，與陰、陽(yáng)離子間的距離成反比。 簡(jiǎn)言之,晶格能的大小與離子帶電量成正比,與離子半徑成反比. 晶格能越大： 形成

6、的離子晶體越穩(wěn)定；（離子鍵越強(qiáng)） 熔點(diǎn)越高；硬度越大。,仔細(xì)閱讀表38，分析晶格能的大小與離子晶體的熔點(diǎn)有什么關(guān)系？離子晶體的晶格能與哪些因素有關(guān)？,【總結(jié)歸納二】 物質(zhì)的熔點(diǎn)與晶體類(lèi)型的關(guān)系 1、若晶體類(lèi)型不同，一般情況下：原子晶體離子晶體分子晶體。 2、若晶體類(lèi)型相同，則有： 離子晶體中，結(jié)構(gòu)相似時(shí)，離子半徑越小，離子電荷越高，晶格能越大，離子鍵就越強(qiáng)，熔點(diǎn)就越高。 原子晶體中，結(jié)構(gòu)相似時(shí)，原子半徑越小，共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，熔點(diǎn)越高。 分子晶體中（不含氫鍵時(shí)），分子組成和結(jié)構(gòu)相似時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力就越強(qiáng)，熔點(diǎn)就越高。 金屬晶體中，離子半徑越小，離子電荷越高，金屬鍵就越強(qiáng)，

7、熔點(diǎn)就越高。合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)低。,,練習(xí),1、下表列出了有關(guān)晶體的知識(shí)，其中錯(cuò)誤的是（） 2、下列物質(zhì)的晶體，按其熔點(diǎn)由低到高的排列順序正確的是（） ANC、SO2、CO2BNC、CO2、SO2 CNC、MO、SO2DNC、SO2、MO 3、用離子的電荷和半徑解釋下列離子晶體熔點(diǎn)高低的順序。 （1）MOKC（2）MOSS （3）NFNCNB,B,C,1,2,3,4,5,6,8,7,,,,,,,,,8,,中學(xué)教材上圖示的NaCl晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間延伸得到完美晶體。NiO晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相同，Ni2與鄰近的O2-核間距為a10-8 ，計(jì)算NiO晶體密度（已知NiO摩爾質(zhì)量

8、為74.7gmol-1),解：在該晶體中最小正方體中所含的 Ni2+、O2個(gè)數(shù)均為:,,即晶體中每個(gè)小正方體中平均含有1/2個(gè) NiO.其質(zhì)量為:,而此小正方體體積為(a10-8)3,故NiO晶體密度為：,,,,總結(jié),課 堂 練 習(xí) 題,(a10-8)3,,綜合應(yīng)用,,變式 (1)NiO晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相同，設(shè)NiO的摩爾質(zhì)量M g/mol,密度為g/mL,阿伏加德羅常數(shù)為NA,求晶胞中兩個(gè)距離最近的氧離子中心間的距離為多少cm?,解題思路：（1）每個(gè)晶胞中含NiO的個(gè)數(shù)（2）一個(gè)晶胞的質(zhì)量（3）一個(gè)晶胞的體積（4）晶胞的邊長(zhǎng)（5）晶胞中任一個(gè)面對(duì)角線長(zhǎng)度的一半,,主頁(yè),綜合應(yīng)用,,(2)天

9、然的和大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷，例如在某種NiO晶體中就存在以下缺陷：一個(gè)Ni2+空缺，另有兩個(gè)Ni2+被兩個(gè)Ni3+所取代。其結(jié)果晶體仍呈電中性，但化合物中Ni和O的比值卻發(fā)生了變化。某氧化鎳樣品組成為Ni0.97O,試計(jì)算該晶體中Ni3+與Ni2+的離子數(shù)之比。,返回主菜單,參考答案： Ni3+ ：Ni2+6 ：91,分析： 本題命題角度較新穎，實(shí)際上難度不大，第（2）題所提供的Ni0.97O信息，實(shí)際上是一種“平均化學(xué)式”。盡管題給示意圖及題目敘述中提到了有“Ni2+”空缺，但“Ni0.97O”的平均化學(xué)式與所述的“空缺”無(wú)關(guān)，它只是遵循著電中性原則，即由于摻雜多帶一個(gè)電荷的

10、Ni3+代替了部分Ni2+ ，才使“NiO”變成了“Ni0.97O”。,,（2）0.97 mol的鎳離子的平均帶電量為2，那么1 mol鎳離子的平均帶電量為2/0.97，這是+2和+3價(jià)的鎳離子的共同電量，由此可列方程式。不同于上解的是，這種做法將0.97 mol鎳離子化為1 mol鎳離子來(lái)計(jì)算。 解法一： 設(shè)1molNi中含Ni2+ x mol，則含Ni3+（1-x）mol，根據(jù)電荷守恒： 2x+3(1-x)=2/0.97 x=91/97 n(Ni3+): n(Ni2+)=(1-91/97)91/97=691,解法二：因?yàn)橹蠳io.97O中既有+2價(jià)的離子又有+3價(jià)的鎳離子，所以可寫(xiě)成xNiOyNi2O3的復(fù)合形式，該形式中很容易看出鎳離子的總和為x+2y，氧離子的總和為x+3y，因此可列方程如下： （1）：x+2y=0.97鎳離子個(gè)數(shù)守恒 x+3y=1氧離子個(gè)數(shù)守恒 （2）：（x+2y ）/（x+3y）=0.97/1 同樣可以求出三價(jià)鎳與二價(jià)鎳離子數(shù)目之比。,主頁(yè),,,