2019-2020年高中化學(xué) 3.2.2離子晶體教案 蘇教版選修3【復(fù)習(xí)鞏固】1.什么是離子鍵？作用力的實(shí)質(zhì)是什么？2.什么是晶格能？影響因素有哪些？3.晶格能的大小與離子晶體的熔沸點(diǎn)、硬度的關(guān)系怎樣？ 練習(xí) 1.指出下列物質(zhì)中的化學(xué)鍵類型。 KBr CCl4 N2 CaO NaOH2.下列物質(zhì)中哪些是離子化合物？哪些是只含離子鍵的離子化合物？哪些是既含離子鍵又含共價鍵的離子化合物？KCl HCl Na2SO4 HNO3 NH4Cl O2 Na2O2【過渡】大多數(shù)離子化合物在常溫下以晶體的形式存在?！景鍟侩x子晶體1. 定義：離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體【思考】離子晶體能否導(dǎo)電，主要的物理共性有哪些？2. 特點(diǎn)：（1）、晶體不導(dǎo)電，在熔融狀態(tài)或水溶液中導(dǎo)電,不存在單個分子（2）、硬度較高，密度較大， 難壓縮，難揮發(fā)，熔沸點(diǎn)較高【思考】判斷下列每組物質(zhì)的熔沸點(diǎn)的高低，影響離子晶體的熔沸點(diǎn)高低的因素有哪些？(1)NaF NaCl NaBr NaI(2)MgO Na2O3. 離子晶體熔沸點(diǎn)高低的影響因素：離子所帶的電荷(Q)和離子半徑(r)Q越大、r越小，則晶格能(U)越大，離子鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高，硬度越大.【思考】：哪些物質(zhì)屬于離子晶體？4. 物質(zhì)的類別：強(qiáng)堿、部分金屬氧化物、絕大部分鹽類屬于離子晶體?！具^渡】離子晶體也有一定的空間結(jié)構(gòu)【板書】二、離子晶體的空間結(jié)構(gòu)【講解】離子晶體有多種晶體結(jié)構(gòu)類型，其中氯化鈉型和氯化銫型是兩種最常見的離子晶體結(jié)構(gòu)類型。首先看NaCl的晶胞:組成具有代表性, 對稱性(軸, 面, 中心)也與晶體相同, 所以乙為NaCl的晶胞【思考】:1.每個Na+同時吸引 個 Cl-，每個Cl-同時吸引 個Na+，而Na+數(shù)目與Cl-數(shù)目之為 化學(xué)式為 2.根據(jù)氯化鈉的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分析其構(gòu)成。每個晶胞中有 Na+，有 個Cl-3.在每個Na+周圍與它最近的且距離相等的Na+有 個4.在每個Na+周圍與它最近的且距離相等的Cl-所圍成的空間結(jié)構(gòu)為 體5.已知氯化鈉的摩爾質(zhì)量為58.5g.mol-1,阿伏加德羅常數(shù)取6.021023mol-1,則食鹽晶體中兩個距離最近的Na+的核間距離最接近下面四個數(shù)據(jù)中的哪一個.( ) A.3.010-8cm B.3.510-8cm C.4.010-8cm D.5.010-8cm組成和對稱性均有代表性. 看空心圓點(diǎn), 除了立方體的頂點(diǎn)的8個, 無其它, 稱為簡單立方晶胞. 配位數(shù)為8【思考】：1.每個Cs+同時吸引 個 Cl-，每個Cl-同時吸引 個Cs+，而Cs+數(shù)目與Cl-數(shù)目之為 化學(xué)式為 2.根據(jù)氯化的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分析其構(gòu)成。每個晶胞中有 Cs+，有 個Cl-3.在每個Cs+周圍與它最近的且距離相等的Cs+有 個組成和對稱性均有代表性. 看空心圓點(diǎn),除了立方體的頂點(diǎn)的8個, 面中心6個, 也為面心立方. 配位數(shù)為4 總之, 立方晶系有 3 種類型晶胞, 面心立方, 簡單立方, 體心立方.四方晶系 , 2 種, 正交晶系, 4 種等, 共有14種類型的晶胞【過渡】氯化鈉與氯化銫均為AB型離子晶體，但兩者的陰、陽離子周圍帶相反電荷離子的數(shù)目卻不同，你認(rèn)為造成這一差異的可能原因是什么？【板書】三.離子晶體的配位數(shù)以及與 r+/r- 的關(guān)系NaCl 六配體, CsCl八配體, ZnS 四配體, 均為AB型晶體, 為何配位數(shù)不同?1) 離子晶體穩(wěn)定存在的條件離子形成晶體時，陰、陽離子總是盡可能緊密地排列，且一種離子周圍所環(huán)繞的帶相反電荷的離子越多，體系能量越低，所構(gòu)成的離子晶體就越穩(wěn)定。2)離子晶體的配為數(shù)：離子晶體中一種離子周圍緊鄰的帶相反電荷的離子數(shù)目【設(shè)問】：NaCl 型離子配為數(shù)為 （六配體）, CsCl型離子配為數(shù)為 （八配體）【討論】NaCl和CsCl均為AB型離子晶體，但兩者的陰、陽離子周圍帶相反電荷離子的數(shù)目卻不同，你認(rèn)為造成這一差異的可能原因是什么？【講解】離子晶體中的離子的電荷分布是球形對稱的。它們之間的作用力的強(qiáng)弱只取決于它們相互之間的距離。晶體中每種離子能被多少個帶相反電荷的離子所包圍（離子的配位數(shù)），與它們的大小有關(guān)，與電荷數(shù)多少無關(guān)。離子晶體中一種離子周圍所環(huán)繞的帶相反電荷的離子的數(shù)目的多少，與陰、陽離子半徑比r +/r - 有關(guān)。3）r+/r-與配位數(shù)從六配位的介穩(wěn)狀態(tài)出發(fā), 進(jìn)行半徑比與配位數(shù)之間關(guān)系的探討. 此時, 為介穩(wěn)狀態(tài). 如果r+ 再大些, 則出現(xiàn)上述 b) 種情況, 即陰離子同號相離, 異號相切的穩(wěn)定狀態(tài). 亦即:當(dāng) r+ 繼續(xù)增加, 達(dá)到并超過: 時, 即陽離子離子周圍可容納更多陰離子, 為8配位, CsCl型.若r+ 變小, 即:, 則出現(xiàn) a)種情況, 陰離子相切, 陰離子陽離子相離的不穩(wěn)定狀態(tài). 配位數(shù)減少, 4配位, ZnS型. 陰、陽離子半徑比與配位數(shù)的關(guān)系r+/r -配位數(shù)實(shí)例0.2250.4144ZnS0.4140.7326NaCl0.7321.08CsCl1.012CsF總之, 配位數(shù)與 r+/r- 之比相關(guān)，且: r+ 再增大, 則達(dá)到12 配位; r- 再減小, 則達(dá)到3配位.注意:討論中將離子視為剛性球體, 這與實(shí)際情況有出入. 但仍不失為一組重要的參考數(shù)據(jù). 因而, 我們可以用離子間的半徑比值去判斷配位數(shù).【問題解決】1.已知Cd2+半徑為97pm，S2-半徑為184pm，按正負(fù)離子半徑比，CdS應(yīng)具有 型晶格，正.負(fù)離子的配位數(shù)之比應(yīng)是 ；但CdS卻具有立方ZnS型晶格，正負(fù)離子的配位數(shù)之比是 ，這主要是由 造成的。2.某離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示：則該離子晶體的化學(xué)式為 （ ）Aabc B.abc3 Cab2c3 Dab3c 3.在NaCl晶體中，與每個Na+距離相等且距離最近的Cl所圍成的空間構(gòu)型為 （ ）A正四面體 B正六面體C正八面體 D正十二面體