選修三 專題三 離子鍵、離子晶體

《選修三 專題三 離子鍵、離子晶體》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《選修三 專題三 離子鍵、離子晶體（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 專題三 第二單元 離子鍵 離子晶體 化學(xué)鍵：分子或晶體中，相鄰原子或離子間的強(qiáng)烈相互作用。 按作用力不同，化學(xué)鍵可分為： 離子鍵 化學(xué)鍵 金屬鍵 共價(jià)鍵 共價(jià)鍵 配位鍵 離子晶體 晶體 原子晶體 (按晶格內(nèi)部微粒 分子晶體 間作用力分） 金屬晶體 【離子鍵】 一、離子鍵的形成 電負(fù)性相差大(≥1.7)的兩原子接近時(shí)（金屬、非金屬），電子由電負(fù)性小的元素轉(zhuǎn)移給電負(fù)性大

2、的元素，形成陽(yáng)、陰離子后，二者通過(guò)靜電作用力（吸引 排斥）形成的化學(xué)鍵。 二、離子鍵的特點(diǎn) 無(wú)飽和性、無(wú)方向性。 【離子晶體】 晶體：一般有整齊規(guī)則的幾何外形，固定的熔點(diǎn)，具有各向異 固體 性（某些物理性質(zhì)在不同方向上不同）。 非晶體：無(wú)固定的幾何外形，無(wú)固定的熔點(diǎn)，無(wú)各向異性。 一、晶格和晶胞 晶格：將構(gòu)成晶體的微觀粒子(離子、原子、分子)抽象成一個(gè)點(diǎn)，由這些點(diǎn)按一定規(guī)則組成的幾何構(gòu)型稱為晶格。 微粒 作用力 晶體特性

3、 離子晶體：陰陽(yáng)離子 離子鍵 熔沸點(diǎn)高，硬脆導(dǎo)電 晶體 原子晶體：原子 共價(jià)鍵 熔點(diǎn)高硬度大導(dǎo)電差 (按晶格內(nèi)部微粒 分子晶體：分子 范力氫鍵 熔沸點(diǎn)低，硬度小 間作用力分） 金屬晶體：原子陽(yáng)離子 金屬鍵 熔沸點(diǎn)、硬度不一 有可塑性及金屬光澤，導(dǎo)電好 晶胞：晶格中能表達(dá)晶體結(jié)構(gòu)的一切特征的最小結(jié)構(gòu)單元叫晶胞。 晶胞的類型有：CsCl晶體 NaCl晶體 ZnS晶體 二、離子晶體的特征 1.

4、 陰陽(yáng)離子間的靜電作用較強(qiáng)，破壞需要較大的能量—熔沸點(diǎn)高，硬度較大。Z*↑，r↓，靜電作用力↑。 2. 離子晶體受外力作用時(shí)，各層晶格格點(diǎn)上的離子發(fā)生位移，使異號(hào)離子相間排列的穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥?hào)離子相鄰的排斥狀態(tài)—較脆。 3. 離子晶體中陰陽(yáng)離子被限制在晶格格點(diǎn)上振動(dòng)，不能自由移動(dòng)—離子晶體不導(dǎo)電。熔融或溶于水時(shí)可導(dǎo)電。 三、離子晶體的類型 因陽(yáng)、陰離子在空間的排列方式不同，空間結(jié)構(gòu)也不同。AB型離子晶體常見(jiàn)的有CsCl晶體、NaCl晶體、ZnS晶體三種類型。 1. CsCl型晶體： 每個(gè)Cl-被8個(gè)Cs+包圍。Cs+，Cl-的配位數(shù)均為8， Cs+，Cl-的個(gè)數(shù)比為1

5、：1。 配位數(shù)：晶體中與任一質(zhì)點(diǎn)相鄰最近的質(zhì)點(diǎn)數(shù)目。 2. NaCl型晶體： NaCl晶體為AB型晶體中最常見(jiàn)的晶體構(gòu)型。晶胞是正立方體。 每個(gè)NaCl晶胞中含Na+、Cl-的數(shù)目分別為： N（Na+）= 1+12× = 4 N（Cl-）= 8×+ 6×= 4 在NaCl晶體中，每個(gè)Na+被6個(gè)Cl-包圍，同時(shí)每個(gè)Cl-被6個(gè)Na+包圍。 Na+和Cl-的個(gè)數(shù)比為1：1。 3. ZnS型晶體： 一個(gè)晶胞中S2-的數(shù)目是： N（S2-）= 8×+ 6×= 4 每個(gè)Zn2+被4個(gè)S2-包圍，同時(shí)每個(gè)S2-也被4個(gè)Zn2+包圍。Zn2+、S

6、2-的配位數(shù)為4，個(gè)數(shù)比為1：1。 [練習(xí)1] 一、選擇題 1．下列物物質(zhì)中，可證明某晶體是離子晶體的是 （ ） A．易溶于水 B．晶體不導(dǎo)電，熔化時(shí)能導(dǎo)電 C．熔點(diǎn)較高 D．晶體不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電 2．下列敘述正確的是 （ ） A．含有非金屬元素的離子一定都是陰離子 B．分子晶體中也可能含有離子鍵 C．含有離子鍵的晶體一定是離子晶體 D．含有金屬元

7、素的離子一定是陽(yáng)離子 3．含有共價(jià)鍵的離子晶體是 （ ）（雙選） A．MgCl2 B．NaOH C．H2S D．(NH4)2S 4．某主族元素A的外圍電子排布式為ns1，另一主族元素B的外圍電子排布為ns2np4，則兩者形成的離子化合物的化學(xué)式可能為 （?? ）（雙選） A．AB B．A2B C．A2B2 D．A2B3 5．下列說(shuō)法中不正確的是

8、 （ ） A．在共價(jià)化合物中也可能含有離子鍵 B．非金屬元素之間形成的化學(xué)鍵不一定是共價(jià)鍵 C．含有共價(jià)鍵的化合物不一定是共價(jià)化合物 D．含有離子鍵的化合物一定是離子化合物 6．Na3N與NaH均為離子化合物，都能與水反應(yīng)放出氣體。下列有關(guān)敘述正確的是（ ）（雙選） A．二者中Na+半徑都比陰離子大 B．與水反應(yīng)時(shí)，水都作氧化劑 C．與水反應(yīng)所得溶液均能使酚酞試液變紅 D．二者與鹽酸反應(yīng)，前者可產(chǎn)生兩種鹽，后者只有一種鹽生成 7．下面有關(guān)離子晶體的敘述中，不正確的是

9、 （ ） A．1mol氯化鈉中有NA個(gè)NaCl分子 B．氯化鈉晶體中，每個(gè)Na+周圍距離相等的Cl-共有6個(gè) C．氯化銫晶體中，每個(gè)Cs+周圍緊鄰8個(gè)Cl- D．平均每個(gè)NaCl晶胞中有4個(gè)Na+、4個(gè)Cl- 8．NaF、NaI、MgO均為離子化合物，根據(jù)下列數(shù)據(jù)，這三種化合物的熔點(diǎn)高低順序（ 　? ） 物質(zhì) ①NaF ②NaI ③MgO 離子電荷數(shù) 1 1 2 鍵長(zhǎng)(10-10? m) 2.31 3.18 2.10 A．①>②>③???? ? B．③>①>②??? C．③>②>①??

10、?D．②>①>③ 9．某離子化合物的晶胞如右圖所示，陽(yáng)離子位于此晶胞的中心，陰離子位于8個(gè)頂點(diǎn)，該離子化合物中，陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比是 （ ） A．1:8 B．1:4 C．1:2 D．1:1 10．高溫下，超氧化鉀（KO2）晶體呈立方體結(jié)構(gòu)。下圖為超氧化鉀晶體的一個(gè)晶胞。則下列說(shuō)法正確的 （ ）A．晶體中與每個(gè)K+距離最近的K+有12個(gè) B．晶體中每個(gè)K+周圍有8個(gè)O2-，每個(gè)

11、O2-周圍有8個(gè)K+ C．超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個(gè)晶胞含有1個(gè)K+和1個(gè)O2- D．KO2中只存在離子鍵 二、填空題 11．（1）下列熱化學(xué)方程中，能直接表示出氯化鈉晶體晶格能的是_________ A．Na+(g)+Cl-(g)=NaCl(s)；△H???????????? ?B．Na(s)+1/2 Cl2(g)=NaCl(s)；△H1 C．Na(s)=Na(g)；△H2?????? ???????????????????????D．Na(g)－e-=Na+(g)；△H3 E．1/2Cl2(g)=Cl(g)；△H4??????????????????????? F．

12、Cl(g)+e-=Cl-(g)；△H5 （2）寫(xiě)出△H1與△H、△H2、△H3、△H4、△H5之間的關(guān)系式_____________________ 12．如圖，直線交點(diǎn)處的圓圈為NaCl晶體中Na+或Cl-所處的位置。這兩種離子在空間三個(gè)互相垂直的方向上都是等距離排列的。 （1）請(qǐng)將其中代表Na+的圓圈涂黑，以完成 NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖。 （2）晶體中，在每個(gè)Na+的周圍與它最接近的 且距離相等的Na+共有_____個(gè)。 （3）完美的NiO（氧化鎳）晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl相同， 但天然的和絕大部分人工制備的晶體都存在各種 缺陷，例如在某種NiO晶體中就存在如右圖所示 的缺

13、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，則該晶體中Ni3＋與Ni2＋的離子數(shù)之比為 _____________ 13．（1）某種鉀的氧化物(氧化鉀、過(guò)氧化鉀或超氧化鉀中的一種)的晶胞如圖所示(每個(gè)黑點(diǎn)或白空點(diǎn)都表示一個(gè)陰、陽(yáng)離子)。則該氧化物的化學(xué)式為_(kāi)___________。 （2）如果將1 mol該晶胞完全轉(zhuǎn)化變成相應(yīng)的氣態(tài)離子需吸收的能量 為b kJ， 則該晶體的晶格能為_(kāi)______________。 （3）如果將上圖中的白點(diǎn)去掉并將黑球換成相

14、應(yīng)的原子，可以得到 銅的晶胞，它們的配位數(shù)均為 。 14．下列是部分金屬元素的電離能 X Y Z 第一電離能(kJ/mol) 520.2 495.8 418.8 （1）已知X、Y、Z的價(jià)層電子構(gòu)型為ns1，則三種金屬的氯化物（RCl） 的熔點(diǎn)由低到高的順序?yàn)開(kāi)________________。 （2）RCl用作有機(jī)機(jī)合成催化劑，并用于顏料，防腐等工業(yè)。R+中所 有電子正好充滿K、L、M 三個(gè)電子層，它與Cl-形成的晶體結(jié)構(gòu) 如圖所示。元素R基態(tài)原子的電子排布式____________________， 與同一個(gè)Cl-相連的R+有__

15、___________個(gè)。 [練習(xí)1參考答案] 1-5 B C BD BC A 6-10 CD A B D A 11．（1）A （2）△H1=△H+△H2+△H3+△H4+△H5 12．（1） （2）12 （3）6:91 13．（1）KO2 （2） kJ·mol-1 （3）12 14．（1）ZCl

16、晶體中只要有陽(yáng)離子就一定有陰離子 C．離子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高 D．分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低 2．下列各對(duì)物質(zhì)中，化學(xué)鍵類型和晶體類型完全相同的是 （ ） A．NaCl和NaOH B．Br2和H2 C．CCl4和FeCl3 D．CO2和SiO2 3．下列敘述正確的是 （ ） A．任何晶體中，若含有陽(yáng)離子也一定含有陰離子 B．離子晶體中可能含有共價(jià)鍵 C．離子晶體中只含有離子鍵不含有共價(jià)鍵 D．分子晶體中只存在分子作用力

17、，不含有其他化學(xué)鍵 4．下面有關(guān)離子晶體的敘述中，不正確的是 （ ） A．1mol氯化鈉中有NA個(gè)NaCl分子 B．氯化鈉晶體中，每個(gè)Na+周圍距離相等的Cl—共有6個(gè) C．氯化銫晶體中，每個(gè)CS+周圍緊鄰8個(gè)Cl— D．平均每個(gè)NaCl晶胞中有4個(gè)Na+、4個(gè)Cl— 5．離子晶體熔點(diǎn)的高低決定于晶體中陽(yáng)離子與陰離子之間的靜電引力，靜電引力大則熔點(diǎn)高，引力小則反之。試根據(jù)你學(xué)到的電學(xué)知識(shí)，判斷KCl、NaCl、CaO、BaO四種晶體熔點(diǎn)的高低順序（ ） A．KCl>NaCl>BaO>CaO B．NaCl>KCl>CaO>BaO C．CaO>BaO

18、>NaCl>KCl D．CaO>BaO>KCl>NaCl 6．下列物質(zhì)中,導(dǎo)電性能最差的是 （ ） A．熔融氫氧化鈉 B．石墨棒 C．鹽酸溶液 D．固態(tài)氯化鈉 8．含有共價(jià)鍵的離子晶體是 （ ） A．MgCl2 B．NaOH C．H2S D．(NH4)2S 9．離子晶體一般不具有的特征是 （ ） A．熔點(diǎn)較高，硬度較大 B．易溶于水而難溶于有機(jī)溶劑 C．固體時(shí)不能導(dǎo)電 D．離子間距離較大，

19、其密度較小 10．下列物物質(zhì)中，可證明某晶體是離子晶體的是 （ ） A．易溶于水 B．晶體不導(dǎo)電，熔化時(shí)能導(dǎo)電 C．熔點(diǎn)較高 D．晶體不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電 11．同主族元素所形成的同一類型的化合物，其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)往往相似，化合物PH4I是一種無(wú)色晶體，下列對(duì)它的描述中不正確的是 （ ） A．在加熱時(shí)此化合物可以分解 B．它是一種離子化合物 C．這種化合物不能跟強(qiáng)堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng) D．該化合物在一定條件下由PH3，與HI化合而成 12．構(gòu)成離子晶體的粒子是　　　　　 ，粒子之間的相

20、互作用是　　　　　　，這些粒子在晶體中　　　　　　(能或不能)自由移動(dòng)，所以離子晶體　　　 (能或不能)導(dǎo)電，離子晶體中的配位數(shù)是指___________________________________________________. 13.___________________________________是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素.此外, 離子晶體的結(jié)構(gòu)還取決于____________________________. 14．晶體具有規(guī)則的幾何外形，晶體中最基本的重復(fù)單元稱為晶胞。NaCl晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。已知FexO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺陷，x值小于1。測(cè)知Fex

21、O晶體密度ρ為5.71g/cm3，晶胞邊長(zhǎng)為 4.28×10－10m。（鐵相對(duì)原子質(zhì)量為55.9，氧相對(duì)原子質(zhì)量為16）求： （1）FexO中x值（精確至0.01）為_(kāi)____________。 （2）晶體中的Fe分別為Fe2＋、Fe3＋，在Fe2＋和Fe3＋的總數(shù)中，F(xiàn)e2＋所占分?jǐn)?shù)（用小數(shù)表示，精確至0.001）為_(kāi)__________。 （3）此晶體化學(xué)式為_(kāi)__________。 （4）Fe在此晶體中占據(jù)空隙的幾何形狀是___________（即與O2－距離最近且等距離的鐵離子圍成的空間形狀）。 （5）在晶體中，鐵元素的離子間最短距離為_(kāi)_______m。 [練習(xí)2參考答案] 1．A 2．B 3．B 4．A 5．C 6．D 7．C 8．BD 9．D 10．B 11．C 12、陰陽(yáng)離子、離子鍵、不能、不能、一個(gè)離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目。 13、幾何因素、電荷因素。 14．（1）0.92 （2）0.826 （3）19FeO·2Fe2O3 （4）正八面體 （5）3.03×10－10 6 / 6