山東省臨清三中高中化學(xué) 第3章第4節(jié) 離子晶體課件 新人教版選修3

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1、第四節(jié)離子晶體第四節(jié)離子晶體學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解離子晶體的結(jié)構(gòu)特點。了解離子晶體的結(jié)構(gòu)特點。2.能根據(jù)離子晶體的結(jié)構(gòu)特點解釋其物理性質(zhì)。能根據(jù)離子晶體的結(jié)構(gòu)特點解釋其物理性質(zhì)。3.了解晶格能的含義及其應(yīng)用。了解晶格能的含義及其應(yīng)用。課堂互動講練課堂互動講練課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第第四四節(jié)節(jié)離離子子晶晶體體課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、離子晶體一、離子晶體1結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點陽離子陽離子陰離子陰離子離子鍵離子鍵2決定晶體結(jié)構(gòu)的因素決定晶體結(jié)構(gòu)的因素半徑比半徑比電荷比電荷比離子鍵離子鍵3性質(zhì)性質(zhì)熔、沸點熔、沸點_，硬度，硬度_，難溶于有，難溶于有機(jī)溶劑。機(jī)溶劑。較高較高較

2、大較大思考感悟思考感悟1離子晶體中存在共價鍵嗎？離子晶體中存在共價鍵嗎？【提示提示】有些離子晶體如有些離子晶體如NaOH、NH4Cl、Na2SO4中存在共價鍵，有些離子晶體中不存中存在共價鍵，有些離子晶體中不存在共價鍵如在共價鍵如NaCl、MgO等。等。二、晶格能二、晶格能1概念概念_形成形成1摩離子晶體摩離子晶體_的能的能量，通常取量，通常取_，單位為，單位為_。2影響因素影響因素3晶格能對離子晶體性質(zhì)的影響晶格能對離子晶體性質(zhì)的影響晶格能越大，形成的離子晶體越晶格能越大，形成的離子晶體越_，而且，而且熔點越熔點越_，硬度越，硬度越_。氣態(tài)離子氣態(tài)離子釋放釋放正值正值kJmol1越多越多越小

3、越小穩(wěn)定穩(wěn)定高高大大思考感悟思考感悟2NaCl與與KCl，NaCl與與MgCl2哪一個晶格能更哪一個晶格能更大？大？【提示提示】r(Na)r(Mg2)，所以，所以MgCl2的晶格能大于的晶格能大于NaCl。課堂互動講練課堂互動講練離子晶體及常見的類型離子晶體及常見的類型1離子鍵離子鍵(1)定義：陰、陽離子間通過靜電作用所形成的定義：陰、陽離子間通過靜電作用所形成的化學(xué)鍵叫做離子鍵。化學(xué)鍵叫做離子鍵。(2)成鍵元素：活潑金屬元素成鍵元素：活潑金屬元素(如如K、Na、Ca、Ba等，主要是第等，主要是第A族和第族和第A族元素族元素)和活潑非金和活潑非金屬元素屬元素(如如F、Cl、Br、O等，主要是第

4、等，主要是第A族和族和第第A族元素族元素)相互結(jié)合時多形成離子鍵。相互結(jié)合時多形成離子鍵。(3)成鍵原因：活潑金屬原子容易失去電子而形成成鍵原因：活潑金屬原子容易失去電子而形成陽離子，活潑非金屬原子容易得到電子形成陰離陽離子，活潑非金屬原子容易得到電子形成陰離子。當(dāng)活潑金屬遇到活潑非金屬時，電子發(fā)生轉(zhuǎn)子。當(dāng)活潑金屬遇到活潑非金屬時，電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，分別形成陽、陰離子，再通過靜電作用形成移，分別形成陽、陰離子，再通過靜電作用形成離子鍵。離子鍵。(4)離子鍵只存在于離子化合物中。離子鍵只存在于離子化合物中。(5)強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、大多數(shù)鹽類是離子化強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、大多數(shù)鹽類是離子化合物。合

5、物。2.離子晶體離子晶體(1)離子晶體是由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合離子晶體是由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。而成的晶體。(2)離子晶體微粒之間的作用力是離子鍵。由于靜離子晶體微粒之間的作用力是離子鍵。由于靜電作用沒有方向性，故離子鍵沒有方向性。只要電作用沒有方向性，故離子鍵沒有方向性。只要條件允許，陽離子周圍可以盡可能多地吸引陰離條件允許，陽離子周圍可以盡可能多地吸引陰離子，同樣，陰離子周圍可以盡可能多地吸引陽離子，同樣，陰離子周圍可以盡可能多地吸引陽離子，故離子鍵也沒有飽和性。根據(jù)靜電作用大小子，故離子鍵也沒有飽和性。根據(jù)靜電作用大小的影響因素可知，在離子晶體中陰、陽離子半徑的

6、影響因素可知，在離子晶體中陰、陽離子半徑越小，所帶電荷數(shù)越多，離子鍵越強(qiáng)。越小，所帶電荷數(shù)越多，離子鍵越強(qiáng)。(3)離子晶體的化學(xué)式只表示晶體中陰、陽離子的離子晶體的化學(xué)式只表示晶體中陰、陽離子的個數(shù)比，而不是表示分子的組成。個數(shù)比，而不是表示分子的組成。3幾種離子晶體模型幾種離子晶體模型(1)NaCl型晶體結(jié)構(gòu)模型型晶體結(jié)構(gòu)模型(左下圖左下圖)：配位數(shù)為：配位數(shù)為6。在在NaCl晶體中，每個晶體中，每個Na周圍同時吸引著周圍同時吸引著6個個Cl，每個，每個Cl周圍也同時吸引著周圍也同時吸引著6個個Na。每個每個Na周圍與它最近且等距的周圍與它最近且等距的Na有有12個，個，每個每個Na周圍與它

7、最近且等距的周圍與它最近且等距的Cl有有6個。個。(2)CsCl型晶體結(jié)構(gòu)模型型晶體結(jié)構(gòu)模型(右下圖右下圖)：配位數(shù)為：配位數(shù)為8。在在CsCl晶體中，每個晶體中，每個Cs周圍同時吸引著周圍同時吸引著8個個Cl，每個，每個Cl周圍也同時吸引著周圍也同時吸引著8個個Cs。每個每個Cs與與6個個Cs等距離相鄰，每個等距離相鄰，每個Cs與與8個個Cl等距離相鄰。等距離相鄰。(2011年黃岡高二檢測年黃岡高二檢測)有下列八種晶體：有下列八種晶體：A.SiO2(水晶水晶)；B.冰醋酸；冰醋酸；C.氧化鎂；氧化鎂；D.白磷；白磷；E.晶體氬；晶體氬；F.氯化銨；氯化銨；G.鋁；鋁；H.金剛石。金剛石。用序

8、號回答下列問題：用序號回答下列問題：(1)屬于原子晶體的化合物是屬于原子晶體的化合物是_，直接由原，直接由原子構(gòu)成的晶體是子構(gòu)成的晶體是_，直接由原子構(gòu)成的分，直接由原子構(gòu)成的分子晶體是子晶體是_。(2)由極性分子構(gòu)成的晶體是由極性分子構(gòu)成的晶體是_，含有共價，含有共價鍵的離子晶體是鍵的離子晶體是_，屬于分子晶體的單質(zhì)是，屬于分子晶體的單質(zhì)是_。(3)在一定條件下能導(dǎo)電并發(fā)生化學(xué)變化的是在一定條件下能導(dǎo)電并發(fā)生化學(xué)變化的是_。受熱熔化后化學(xué)鍵不發(fā)生變化的是。受熱熔化后化學(xué)鍵不發(fā)生變化的是_，需克服共價鍵的是，需克服共價鍵的是_?！舅悸伏c撥思路點撥】判斷晶體類型需要注意以下兩點：判斷晶體類型需要

9、注意以下兩點：(1)晶體的構(gòu)成微粒。晶體的構(gòu)成微粒。(2)微粒間的相互作用力。微粒間的相互作用力?！敬鸢复鸢浮?1)AA、E、HE(2)BFD、E(3)B、C、FB、D、EA、H互動探究互動探究(1)上述物質(zhì)中均含有化學(xué)鍵嗎？上述物質(zhì)中均含有化學(xué)鍵嗎？(2)B與與F所含化學(xué)鍵類型是否相同？所含化學(xué)鍵類型是否相同？【提示提示】(1)不是，稀有氣體為單原子分子，分不是，稀有氣體為單原子分子，分子內(nèi)無化學(xué)鍵。子內(nèi)無化學(xué)鍵。(2)B項冰醋酸分子中的化學(xué)鍵為項冰醋酸分子中的化學(xué)鍵為共價鍵，而共價鍵，而F項所含化學(xué)鍵為離子鍵、共價鍵、項所含化學(xué)鍵為離子鍵、共價鍵、配位鍵。所以兩者所含化學(xué)鍵類型不同。配位鍵

10、。所以兩者所含化學(xué)鍵類型不同。【規(guī)律方法規(guī)律方法】判斷晶體類型的方法判斷晶體類型的方法判斷晶體的類型一般是根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)：判斷晶體的類型一般是根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)：(1)在常溫下呈氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì)，其晶體應(yīng)屬于在常溫下呈氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì)，其晶體應(yīng)屬于分子晶體分子晶體(Hg除外除外)。如。如H2O、H2等。對于稀有氣等。對于稀有氣體，雖然構(gòu)成物質(zhì)的微粒為原子，但應(yīng)看作單原體，雖然構(gòu)成物質(zhì)的微粒為原子，但應(yīng)看作單原子分子，因為微粒間的相互作用力是范德華力，子分子，因為微粒間的相互作用力是范德華力，而非共價鍵。而非共價鍵。(2)在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的晶體在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的晶體(化合物化合物)是離子

11、晶是離子晶體。如：體。如：NaCl熔融后電離出熔融后電離出Na和和Cl，能自由，能自由移動，所以能導(dǎo)電。移動，所以能導(dǎo)電。(3)有較高的熔、沸點，硬度大，并且難溶于水的物有較高的熔、沸點，硬度大，并且難溶于水的物質(zhì)大多為原子晶體，如晶體硅、二氧化硅、金剛石質(zhì)大多為原子晶體，如晶體硅、二氧化硅、金剛石等。等。(4)易升華的物質(zhì)大多為分子晶體。還要強(qiáng)調(diào)的是，易升華的物質(zhì)大多為分子晶體。還要強(qiáng)調(diào)的是，對于教材上每種晶體類型的例子，同學(xué)們一定要認(rèn)對于教材上每種晶體類型的例子，同學(xué)們一定要認(rèn)真掌握其結(jié)構(gòu)，把握其實質(zhì)和內(nèi)涵，在解題中靈活真掌握其結(jié)構(gòu)，把握其實質(zhì)和內(nèi)涵，在解題中靈活運用。運用。變式訓(xùn)練變式訓(xùn)

12、練1如圖，直線交點處的圓圈為如圖，直線交點處的圓圈為NaCl晶晶體中體中Na或或Cl所處的位置。這兩種離子在空間三所處的位置。這兩種離子在空間三個互相垂直的方向上都是等距離排列的。個互相垂直的方向上都是等距離排列的。(1)請將其中代表請將其中代表Cl的圓圈涂黑的圓圈涂黑(不必考慮體積大不必考慮體積大小小)，以完成，以完成NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖。晶體結(jié)構(gòu)示意圖。(2)晶體中，在每個晶體中，在每個Na的周圍與它最接近的且距的周圍與它最接近的且距離相等的離相等的Na共有共有_個。個。(3)在在NaCl晶胞中正六面體的頂角上、面上、棱上晶胞中正六面體的頂角上、面上、棱上的的Na或或Cl為該晶胞與其相鄰

13、的晶胞所共有，一為該晶胞與其相鄰的晶胞所共有，一個晶胞中個晶胞中Cl的個數(shù)等于的個數(shù)等于_，即，即_(填計算式填計算式)；Na的個數(shù)等于的個數(shù)等于_，即即_(填計算式填計算式)。解析：解析：(1)如圖所示如圖所示答案：答案：(1)離子晶體的性質(zhì)離子晶體的性質(zhì)1熔、沸點熔、沸點具有較高的熔、沸點，難揮發(fā)。離子晶體中，陰、具有較高的熔、沸點，難揮發(fā)。離子晶體中，陰、陽離子間有強(qiáng)烈的相互作用陽離子間有強(qiáng)烈的相互作用(離子鍵離子鍵)，要克服離子，要克服離子間的相互作用使物質(zhì)熔化和沸騰，就需要較多的能間的相互作用使物質(zhì)熔化和沸騰，就需要較多的能量。因此，離子晶體具有較高的熔、沸點和難揮發(fā)量。因此，離子晶

14、體具有較高的熔、沸點和難揮發(fā)的性質(zhì)。的性質(zhì)。2硬度硬度硬而脆。離子晶體中，陰、陽離子間有較強(qiáng)的離子硬而脆。離子晶體中，陰、陽離子間有較強(qiáng)的離子鍵，離子晶體表現(xiàn)出較高的硬度。當(dāng)晶體受到?jīng)_擊鍵，離子晶體表現(xiàn)出較高的硬度。當(dāng)晶體受到?jīng)_擊力作用時，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破碎。力作用時，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破碎。3導(dǎo)電性導(dǎo)電性不導(dǎo)電，但熔化或溶于水后能導(dǎo)電。離子晶體中，不導(dǎo)電，但熔化或溶于水后能導(dǎo)電。離子晶體中，離子鍵較強(qiáng)，陰、陽離子不能自由移動，即晶體中離子鍵較強(qiáng)，陰、陽離子不能自由移動，即晶體中無自由移動的離子，因此離子晶體不導(dǎo)電。當(dāng)升高無自由移動的離子，因此離子晶體不導(dǎo)電。當(dāng)升高溫度

15、時，陰、陽離子獲得足夠的能量克服了離子間溫度時，陰、陽離子獲得足夠的能量克服了離子間的相互作用力，成為自由移動的離子，在外加電場的相互作用力，成為自由移動的離子，在外加電場的作用下，離子定向移動而導(dǎo)電。離子晶體溶于水的作用下，離子定向移動而導(dǎo)電。離子晶體溶于水時，陰、陽離子受到水分子的作用成了自由移動的時，陰、陽離子受到水分子的作用成了自由移動的離子離子(或水合離子或水合離子)，在外加電場的作用下，陰、陽，在外加電場的作用下，陰、陽離子定向移動而導(dǎo)電。離子定向移動而導(dǎo)電。4溶解性溶解性大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑(如水如水)中，難溶于中，難溶于非極性溶劑非極性溶劑(

16、如汽油、苯、如汽油、苯、CCl4)中。當(dāng)把離子晶體中。當(dāng)把離子晶體放入水中時，水分子對離子晶體中的離子產(chǎn)生吸放入水中時，水分子對離子晶體中的離子產(chǎn)生吸引，使離子晶體中的離子克服離子間的相互作用引，使離子晶體中的離子克服離子間的相互作用力而離開晶體，變成在水中自由移動的離子。力而離開晶體，變成在水中自由移動的離子。特別提醒：特別提醒：化學(xué)變化過程一定發(fā)生舊化學(xué)鍵的斷化學(xué)變化過程一定發(fā)生舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成，但破壞化學(xué)鍵或形成化學(xué)裂和新化學(xué)鍵的形成，但破壞化學(xué)鍵或形成化學(xué)鍵的過程卻不一定發(fā)生化學(xué)變化，如食鹽熔化會鍵的過程卻不一定發(fā)生化學(xué)變化，如食鹽熔化會破壞離子鍵，食鹽結(jié)晶過程會形成離子

17、鍵，但均破壞離子鍵，食鹽結(jié)晶過程會形成離子鍵，但均不是化學(xué)變化過程。不是化學(xué)變化過程。(2011年北京東城區(qū)高二檢測年北京東城區(qū)高二檢測)現(xiàn)有幾組物現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點質(zhì)的熔點()的數(shù)據(jù)：的數(shù)據(jù)：A組B組C組D組金剛石：3550Li：181HF：83NaCl：801晶體硅：1410Na：98HCl：115KCl：776晶體硼：2300K：64HBr：89RbCl：718二氧化硅：1723Rb：39HI：51CsCl：645據(jù)此回答下列問題：據(jù)此回答下列問題：(1)A組屬于組屬于_晶體，其熔化時克服的微粒晶體，其熔化時克服的微粒間的作用力是間的作用力是_。(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)組晶體共同的物

18、理性質(zhì)是是_(填序號填序號)。有金屬光澤有金屬光澤導(dǎo)電性導(dǎo)電性導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性延展性延展性(3)C組中組中HF熔點反常是由于熔點反常是由于_。(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是組晶體可能具有的性質(zhì)是_(填序號填序號)。硬度小硬度小水溶液能導(dǎo)電水溶液能導(dǎo)電固體能導(dǎo)電固體能導(dǎo)電 熔融狀態(tài)能導(dǎo)電熔融狀態(tài)能導(dǎo)電(5)D組晶體的熔點由高到低的順序為：組晶體的熔點由高到低的順序為：NaClKClRbClCsCl，其原因解釋為：，其原因解釋為：_?！窘馕鼋馕觥客ㄟ^讀取表格中數(shù)據(jù)先判斷出晶體的類通過讀取表格中數(shù)據(jù)先判斷出晶體的類型及晶體的性質(zhì)，應(yīng)用氫鍵解釋型及晶體的性質(zhì)，應(yīng)用氫鍵解釋HF的熔點反常，的熔點反常，利用晶

19、格能的大小解釋離子晶體熔點高低的原因。利用晶格能的大小解釋離子晶體熔點高低的原因?！敬鸢复鸢浮?1)原子共價鍵原子共價鍵(2)(3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時需要消耗的能分子間能形成氫鍵，其熔化時需要消耗的能量更多量更多(只要答出只要答出HF分子間能形成氫鍵即可分子間能形成氫鍵即可)(4)(5)D組晶體都為離子晶體，組晶體都為離子晶體，r(Na)r(K)r(Rb)分子間作用力，所以分子間作用力，所以A組的熔點高于組的熔點高于C組。組。(2)B組的組成微粒為金屬陽離子和自由電子，兩組的組成微粒為金屬陽離子和自由電子，兩者之間的作用力為金屬鍵。者之間的作用力為金屬鍵。D組的組成微粒為陽離組的組

20、成微粒為陽離子和陰離子，兩者之間的作用力為離子鍵。子和陰離子，兩者之間的作用力為離子鍵?！疽?guī)律方法規(guī)律方法】晶體熔、沸點高低的判斷晶體熔、沸點高低的判斷(1)不同類型晶體的熔、沸點：原子晶體不同類型晶體的熔、沸點：原子晶體離子晶體離子晶體分子晶體；金屬晶體分子晶體；金屬晶體(除少數(shù)外除少數(shù)外)分子晶體；金屬分子晶體；金屬晶體熔、沸點有的很高，如鎢，有的很低，如汞晶體熔、沸點有的很高，如鎢，有的很低，如汞(常溫下是液體常溫下是液體)。(2)同類型晶體的熔、沸點：同類型晶體的熔、沸點：原子晶體：結(jié)構(gòu)相似，半徑越小，鍵長越短，原子晶體：結(jié)構(gòu)相似，半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，熔、沸點越高。如金剛石鍵

21、能越大，熔、沸點越高。如金剛石碳化硅碳化硅晶晶體硅。體硅。分子晶體：組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)分子晶體：組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點越高。如量越大，熔、沸點越高。如CI4CBr4CCl4CF4。金屬晶體：所帶電荷數(shù)越大，原子半徑越小，則金屬晶體：所帶電荷數(shù)越大，原子半徑越小，則金屬鍵越強(qiáng)，熔、沸點越高。如金屬鍵越強(qiáng)，熔、沸點越高。如AlMgNaK。離子晶體：離子所帶電荷越多，半徑越小，離子離子晶體：離子所帶電荷越多，半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔、沸點越高。如鍵越強(qiáng)，熔、沸點越高。如KFKClKBrKI。變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2比較下列幾組晶體熔、沸點的高低比較下列幾組晶體熔、沸

22、點的高低順序。順序。(1)金剛石、氯化鈉、晶體硅、干冰金剛石、氯化鈉、晶體硅、干冰(2)石英晶體、鋁硅合金、冰石英晶體、鋁硅合金、冰(3)CaO、KI、KCl(4)F2、Cl2、Br2、I2解析：解析：金剛石、晶體硅都屬于原子晶體，金剛石、晶體硅都屬于原子晶體，C原子半原子半徑比徑比Si原子半徑小，鍵能大，金剛石熔點比晶體硅原子半徑小，鍵能大，金剛石熔點比晶體硅的高，原子晶體的高，原子晶體離子晶體離子晶體分子晶體，故金剛石分子晶體，故金剛石晶體硅晶體硅氯化鈉氯化鈉干冰；石英為原子晶體，熔點較干冰；石英為原子晶體，熔點較高，并且合金的熔點比任一組分熔點都低，故冰高，并且合金的熔點比任一組分熔點都低，故冰鋁硅合金鋁硅合金金屬鋁金屬鋁KClKI；F2、Cl2、Br2、I2單質(zhì)為分子晶體，熔點高低與相對分子質(zhì)量大小有單質(zhì)為分子晶體，熔點高低與相對分子質(zhì)量大小有關(guān)，相對分子質(zhì)量越大，熔點越高，故熔點高低順關(guān)，相對分子質(zhì)量越大，熔點越高，故熔點高低順序為：序為：I2Br2Cl2F2。答案：答案：(1)金剛石金剛石晶體硅晶體硅氯化鈉氯化鈉干冰干冰(2)石英晶體石英晶體鋁硅合金鋁硅合金冰冰 (3)CaOKClKI(4)I2Br2Cl2F2