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。