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1、一、離子晶體一、離子晶體1、概念：、概念：陽離子和陰離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體陽離子和陰離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體2、微粒：、微粒：陽離子和陰離子陽離子和陰離子3、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：無單個分子存在。無單個分子存在。熔沸點(diǎn)較高，硬度較大，難揮發(fā)難壓縮。熔沸點(diǎn)較高，硬度較大，難揮發(fā)難壓縮。水溶液或者熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電。水溶液或者熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電。4、物質(zhì)：、物質(zhì)：強(qiáng)堿、部分金屬氧化物、部分鹽類。強(qiáng)堿、部分金屬氧化物、部分鹽類。5、常見離子晶體介紹：、常見離子晶體介紹： 在離子晶體中每個陽（或陰）離子所接觸的在離子晶體中每個陽（或陰）離子所接觸的陰（或陽）離子總數(shù)，稱為陽（或陰）離子的陰（或陽）離
2、子總數(shù)，稱為陽（或陰）離子的配位數(shù)。配位數(shù)。陰陽離子配位數(shù)（陰陽離子配位數(shù)（C.N.）（1）NaCl晶體晶體Na+ Cl-半徑比規(guī)則當(dāng)配位數(shù)為6，正負(fù)離子完全緊靠時(ac)2(ab)2 + (bc)2(4r-)22(2r+2r-)22 r-r+r- 2 10.414r+r-當(dāng)0.414時，正負(fù)離子接觸，負(fù)離子分離。這種構(gòu)型應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定，但當(dāng)增大到0.732時，正離子就可以與八個負(fù)離子接觸，形成更穩(wěn)定的八配體結(jié)構(gòu)。bacc（2）CsCl晶體晶體（3）CaF2晶體晶體(4)立方立方ZnS綜合綜合計算計算 例：例：（9999年全國高考題）中學(xué)教材圖示了氯化鈉的年全國高考題）中學(xué)教材圖示了氯化鈉的 晶體結(jié)
3、構(gòu)，它向三維空間伸得到完美的晶體。晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間伸得到完美的晶體。NiONiO（氧化鎳）晶體的結(jié)構(gòu)與氯化鈉相同，（氧化鎳）晶體的結(jié)構(gòu)與氯化鈉相同，NiNi2+2+與最近距與最近距離的離的O O2-2-為為a a 10 10-8-8cmcm，計算晶體，計算晶體的密度。的密度。(NiO(NiO的摩的摩爾質(zhì)量為爾質(zhì)量為74.7g/mol)74.7g/mol)38)10(27 .74cmaNgANi2+O2-我們可以選取最小的單元，我們可以選取最小的單元，這個單元中這個單元中Ni2+和和O2-的的其體積為（其體積為（a10-8cm）3，個數(shù)均為個數(shù)均為41/8=1/2，則則1mol氧化鎳晶體其
4、體積應(yīng)為氧化鎳晶體其體積應(yīng)為2NA（a10-8cm）3，質(zhì)量為質(zhì)量為74.7g，故氧化鎳晶體的密度為故氧化鎳晶體的密度為一個離子周圍異電性離子的個數(shù)受離子半徑比一個離子周圍異電性離子的個數(shù)受離子半徑比等因素制約，離子半徑越大，周圍可容納的異電性等因素制約，離子半徑越大，周圍可容納的異電性離子就越多。在理論上，只有當(dāng)正負(fù)離子半徑比處離子就越多。在理論上，只有當(dāng)正負(fù)離子半徑比處在一定范圍內(nèi)，才能在離子晶體中呈現(xiàn)某種穩(wěn)定的在一定范圍內(nèi)，才能在離子晶體中呈現(xiàn)某種穩(wěn)定的配位多面體。配位多面體。離子晶體中的穩(wěn)定配位多面體的離子晶體中的穩(wěn)定配位多面體的理論理論半徑比半徑比配位多面體配位多面體配位數(shù)配位數(shù)半徑
5、比半徑比(r+/r)范圍范圍平面三角形平面三角形30.155-0.225四面體四面體40.225-0.414八面體八面體60.414-0.732立方體立方體80.732-1.000立方八面體立方八面體121.000晶體類型晶體類型 離子晶體離子晶體分子晶體分子晶體原子晶體原子晶體金屬晶體金屬晶體 組成晶體組成晶體 的微粒的微粒 組成晶體微粒組成晶體微粒間的相互作用間的相互作用 典型實(shí)例典型實(shí)例晶晶體體的的物物理理特特性性熔點(diǎn)熔點(diǎn)沸點(diǎn)沸點(diǎn)硬度硬度導(dǎo)電性導(dǎo)電性導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性機(jī)械加機(jī)械加工性能工性能陰陽離子陰陽離子分分 子子原原 子子金屬離子和金屬離子和自由電子自由電子離子鍵離子鍵范德瓦耳斯力范德瓦耳
6、斯力（有的有氫鍵）（有的有氫鍵） 共價鍵共價鍵NaCl、CsCl金剛石、金剛石、二氧化硅二氧化硅干冰、冰干冰、冰較較 高高低低高高硬度較大硬度較大硬度較小硬度較小硬度大硬度大固態(tài)不導(dǎo)電，固態(tài)不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)或水熔融狀態(tài)或水溶液中導(dǎo)電溶液中導(dǎo)電固態(tài)和熔融狀固態(tài)和熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電態(tài)下不導(dǎo)電一般導(dǎo)電性差一般導(dǎo)電性差 (有的導(dǎo)電有的導(dǎo)電) 不不 良良不不 良良不不 良良金屬鍵金屬鍵金、銀、金、銀、銅、鐵銅、鐵相差幅度大相差幅度大好好好好不不 良良不不 良良不不 良良較較 好好相差幅度大相差幅度大離子晶體中離子間的化學(xué)作用力并不限于一對離子晶體中離子間的化學(xué)作用力并不限于一對正、負(fù)離子之間，而是遍及所有
7、離子之間。正、負(fù)離子之間，而是遍及所有離子之間。如如:氯化鈉晶體，設(shè)鈉離子與氯離子的最短核氯化鈉晶體，設(shè)鈉離子與氯離子的最短核間距為間距為d，以，以1個鈉離子為中心個鈉離子為中心,它與周圍相離它與周圍相離d的的6個氯離子相互吸引，與相離個氯離子相互吸引，與相離2d的的12個鈉離子相互個鈉離子相互排斥，又與相距排斥，又與相距3d的的8個氯離子相互吸引，個氯離子相互吸引，整個離子晶體中離子之間的靜電作用力是所有這整個離子晶體中離子之間的靜電作用力是所有這些離子的靜電吸引力和排斥力的總和些離子的靜電吸引力和排斥力的總和，由此形成，由此形成晶格能。晶格能。晶格能 晶格能晶格能( (U U) )是指將是
8、指將1 1摩離子晶體里摩離子晶體里的正負(fù)離子（克服晶體中的靜電引力）的正負(fù)離子（克服晶體中的靜電引力）完全氣化而遠(yuǎn)離所需要吸收的能量完全氣化而遠(yuǎn)離所需要吸收的能量（數(shù)符為數(shù)符為+）。）。例如：例如： NaCl(s)Na+(g)+Cl(g) U=786kJmol1某些離子晶體的晶格能以及晶體中的離子某些離子晶體的晶格能以及晶體中的離子電荷、核間距、晶體的熔點(diǎn)、硬度電荷、核間距、晶體的熔點(diǎn)、硬度AB型型離子晶體離子晶體最短核間最短核間距距ro/pm晶格能晶格能U/kJmol1熔點(diǎn)熔點(diǎn)m.p./oC摩氏摩氏硬度硬度NaF2319239933.2NaCl2827868012.5NaBr29874774
9、72.5NaI3237046612.5MgO210379128526.5CaO240340126144.5SrO257322324303.5BaO256305419183.3晶格能越大，表明離子晶體中的離子鍵越穩(wěn)定晶格能越大，表明離子晶體中的離子鍵越穩(wěn)定。一般而言，一般而言，晶格能越高，離子晶體的熔點(diǎn)越高、晶格能越高，離子晶體的熔點(diǎn)越高、硬度越大硬度越大。晶格能大小還影響著離子晶體在水中。晶格能大小還影響著離子晶體在水中的溶解度、溶解熱等性質(zhì)。的溶解度、溶解熱等性質(zhì)。注：注：離子晶體在水中的溶解度與溶解熱不但離子晶體在水中的溶解度與溶解熱不但與晶體中離子克服晶格能進(jìn)入水中吸收的能量有與晶體中離子克服晶格能進(jìn)入水中吸收的能量有關(guān)，還與進(jìn)入水中的離子發(fā)生水化放出的能量關(guān)，還與進(jìn)入水中的離子發(fā)生水化放出的能量（水化熱）有關(guān)（水化熱）有關(guān)。
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