高中化學(xué)《離子晶體》教案1新人教版選修3
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高中化學(xué)《離子晶體》教案1新人教版選修3
第四節(jié) 離子晶體
教學(xué)目標(biāo):
1. 了解晶格能的應(yīng)用,知道晶格能的大小可以衡量離子晶體中離子鍵的強(qiáng)弱。
2. 知道離子化合物的熱穩(wěn)定性與陰、陽(yáng)離子的半徑和電荷有關(guān)。
3. 能說(shuō)出分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結(jié)構(gòu)基元以及物理性質(zhì)方面的主要區(qū)別。
教學(xué)重點(diǎn)、 難點(diǎn):了解晶格能的應(yīng)用, 知道晶格能的大小可以衡量離子晶體中離子鍵的強(qiáng)弱。
探究建議: ① 制作典型的離子晶體結(jié)構(gòu)模型。②比較氯化鈉、氯化銫等離子晶體的結(jié)構(gòu)特征。③實(shí)驗(yàn)探究:熔融鹽的導(dǎo)電性。④實(shí)驗(yàn)探究:明礬或鉻鉀礬晶體的生長(zhǎng)條件。⑤設(shè)計(jì)探究堿土金屬碳酸鹽的熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)方案。⑥查閱資料:晶格能與巖漿晶出規(guī)則。
課時(shí)劃分 :一課時(shí)。教學(xué)過(guò)程 :
[ 復(fù)習(xí) ] 分子晶體、原子晶體、金屬晶體的有關(guān)理論。
[ 過(guò)渡 ] 在晶體中,若微粒為離子,通過(guò)離子鍵形成的晶體為離子晶體,今天我們來(lái)研究離子
晶體。
[ 板書(shū) ] 第四節(jié)
離子晶體
一、離子晶體:由陽(yáng)離子和陰離子通過(guò)離子鍵結(jié)合而成的晶體。
[ 講述 ] 離子晶體種類繁多,結(jié)構(gòu)多樣,圖 3— 27 給出了兩種典型的離子晶體的晶胞。我們來(lái)
研究晶體中的配位數(shù)(在離子晶體中離子的配位數(shù) ( 縮寫(xiě)為 C N) 是指一個(gè)離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目)。
[ 投影 ]NaCl 和 CsCl 的晶胞:
[ 科學(xué)探究 ]
1、CsCl、NaCl 的陽(yáng)離子和陰離子的比例都是 l : l ,同屬 AE 型離子晶體。參考圖 3— 27、圖
3-28 ,數(shù)一數(shù)這兩種離子晶體中陽(yáng)離子和陰離子的配位數(shù),它們是否相等 ?并填表。
離子晶體
陰離子的配位數(shù)
陽(yáng)離子的配位數(shù)
NaCl
CsCl
2、你認(rèn)為什么因素決定了離子晶體中離子的配位數(shù)?利用相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算,并填表:
NaCl CsCl
r +/ r - = r +/ r - =
C.N=6 C.N=8
[ 投影 ] 探究練習(xí)參考資料 :
離子
Na
+
Cs
+
Cl
-
離子半徑/
pm
95
169
18l
[ 講述 ] 顯而易見(jiàn), NaCl 和 CsCl 是兩種不同類型的晶體結(jié)構(gòu)。晶體中正負(fù)離子的半徑比
(r +
/r -) 是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素,簡(jiǎn)稱幾何因素。
[ 板書(shū) ]1 、幾何因素:晶體中正負(fù)離子的半徑比
(r +/ r - ) 。
[ 講解 ] 上面兩例中每種晶體的正負(fù)離子的配位數(shù)相同,是由于正負(fù)離子電荷
( 絕對(duì)值 ) 相同,
于是正負(fù)離子的個(gè)數(shù)相同,結(jié)果導(dǎo)致正負(fù)離子配位數(shù)相等,如在
+
-
NaCl 中, Na 擴(kuò)和
C1 的配
位數(shù)均為 6。如果正負(fù)離子的電荷不同,正負(fù)離子的個(gè)數(shù)必定不相同,結(jié)果,正負(fù)離子的配
位數(shù)就不會(huì)相同。 這種正負(fù)離子的電荷比也是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素,
簡(jiǎn)稱電荷因素。
2+
-
2+-
例如,在 CaF 晶體中, Ca
和 F 的電荷比 (
絕對(duì)值 ) 是 2: l , Ca
和 F 的個(gè)數(shù)比是 l :2,如
2
圖 3—29 所示。 Ca2+ 的配位數(shù)為 8,F(xiàn)- 的配位數(shù)為 4。此外,離子晶體的結(jié)構(gòu)類型還取決于離子鍵的純粹程度 ( 簡(jiǎn)稱鍵性因素 ) 。
[ 板書(shū) ]2 、電荷因素:正負(fù)離子的電荷比。
3、鍵性因素:離子鍵的純粹程度。
[ 講述 ] 在離子晶體中,離子間存在著較強(qiáng)的離子鍵,使離子晶體的硬度較大、難于壓縮;
而且,要使離子晶體由固態(tài)變成液態(tài)或氣態(tài), 需要較多的能量破壞這些較強(qiáng)的離子鍵。 因此,
一般地說(shuō), 離子晶體具有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn), 如 NaCl 的熔點(diǎn)為 801℃,沸點(diǎn)為 l 413℃;ClCl
的熔點(diǎn)為 645℃,沸點(diǎn)為 l290 ℃。
[ 板書(shū) ]4 、離子晶體特點(diǎn):硬度較大、難于壓縮、較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。
[ 自學(xué) ] 科學(xué)視野—復(fù)雜離子的晶體
碳酸鹽在一定溫度下會(huì)發(fā)生分解,如大家熟悉的碳酸鈣煅燒得到石灰
鈣受熱, 晶體中的碳酸根離子會(huì)發(fā)生分解, 放出二氧化碳。 實(shí)驗(yàn)證明,
熱分解的溫度不同。
(CaO),這是由于碳酸碳酸鹽的陽(yáng)離子不同,
碳酸鹽
MgCO
CaCO
SrCO
3
BaCO
3
3
3
熱分解溫度/℃
402
900
1 172
1 360
陽(yáng)離子半徑/ pm
66
99
112
135
[ 板書(shū) ] 二、晶格能
[ 講解 ] 最能反映離子晶體穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)是它們的晶格能。離子晶體的品格能的定義是氣態(tài)
離子形成 l 摩離子晶體釋放的能量,通常取正值,表 3—8 給出了某些離子晶體的晶格能數(shù)
據(jù)。
[ 板書(shū) ]1 、定義:氣態(tài)離子形成 l 摩離子晶體釋放的能量,通常取正值。
[ 投影 ]
Li
Na
K
Cs
Rb
F
—
C1
一
Br
—
I
—
+
1036
853
807
757
+
923
786
747
704
+
821
715
682
649
+
785
689
660
630
+
740
659
63l
604
[ 觀察 ] 分析晶格能大小與晶體穩(wěn)定性關(guān)系。
[ 板書(shū) ]2 、規(guī)律:晶格能越大,形成的離子晶體越穩(wěn)定,而且熔點(diǎn)越高,硬度越大。 [ 自學(xué) ] 科學(xué)視野—巖漿晶出規(guī)則與晶格能
[ 問(wèn)題 ]1 、什么是巖漿晶出?
2、巖漿晶出順序與晶格能的關(guān)系?
[ 投影 ] 巖漿:
[ 小結(jié) ] 略。
[ 作業(yè) ]P 85 4 、 5、 6、 7、 8( 1~ 4 做課堂練習(xí)) 。
[ 板書(shū)計(jì)劃 ] 第四節(jié) 離子晶體
一、離子晶體:由陽(yáng)離子和陰離子通過(guò)離子鍵結(jié)合而成的晶體。
1、幾何因素:晶體中正負(fù)離子的半徑比 (r +/ r -) 。
2、電荷因素:正負(fù)離子的電荷比。
3、鍵性因素:離子鍵的純粹程度。
4、離子晶體特點(diǎn):硬度較大、難于壓縮、較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。
二、晶格能
1、定義:氣態(tài)離子形成 l 摩離子晶體釋放的能量,通常取正值。
2、規(guī)律:晶格能越大,形成的離子晶體越穩(wěn)定,而且熔點(diǎn)越高,硬度越大。