《高中化學(xué) 3.2離子鍵 離子晶體課件 蘇教版選修3.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 3.2離子鍵 離子晶體課件 蘇教版選修3.ppt（46頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第二單元離子鍵離子晶體,一、離子鍵,陰、陽(yáng)離子,靜電作用,活潑的金屬元素,活潑的非金屬元素,陰、陽(yáng)離子,靜電作用,無(wú)方向性和飽和性,二、離子晶體1.概念及性質(zhì):,陰、陽(yáng)離子,離子鍵,陰、陽(yáng)離子,離子鍵,硬度,熔點(diǎn),2.晶格能(符號(hào)為U):(1)定義:拆開(kāi)______離子晶體使之形成_____陰離子和陽(yáng)離子所_____的能量。(2)晶格能與晶體物理性質(zhì)的關(guān)系。①晶格能越___,離子鍵越_____,離子晶體的熔、沸點(diǎn)越___,硬度越大。②離子所帶電荷_____,離子半徑_____,晶格能越大。,1mol,氣態(tài),吸收,大,牢固,高,越多,越小,3.離子晶體的結(jié)構(gòu)類型:,(1)氯化鈉型(如圖)。①在晶體中,每個(gè)Na+或Cl-周圍各排列__個(gè)帶有相反電荷的離子。②每個(gè)NaCl晶胞中含有__個(gè)Na+和__個(gè)Cl-。,6,4,4,(2)氯化銫型(如圖)。①在晶體中,每個(gè)Cs+和Cl-周圍各排列__個(gè)帶有相反電荷的離子。②每個(gè)CsCl晶胞中含有__個(gè)Cs+和__個(gè)Cl-。,8,1,1,【自我小測(cè)】1.思考辨析:(1)離子鍵是陰、陽(yáng)離子間強(qiáng)烈的相互吸引作用。()分析:。離子鍵是陰、陽(yáng)離子間強(qiáng)烈的靜電作用。靜電作用既包括陰、陽(yáng)離子的相互吸引作用,也包括離子間的排斥作用。(2)離子半徑越小,所帶電荷越多,離子鍵越強(qiáng)。()分析:√。離子半徑越小,所帶電荷越多,晶格能越大,離子鍵越強(qiáng)。,(3)活潑的金屬元素和活潑的非金屬元素間一定能形成離子鍵。()分析:?；顫姷慕饘僭睾突顫姷姆墙饘僭刂g不一定形成離子鍵,如鋁元素和氯元素形成的AlCl3是以共價(jià)鍵相結(jié)合。(4)NaCl晶體的化學(xué)式為NaCl,因此晶胞中Na+與Cl-個(gè)數(shù)分別為1。()分析:。離子晶體的化學(xué)式是晶胞中微粒的個(gè)數(shù)之比。NaCl晶胞中Na+和Cl-分別為4個(gè)。,(5)MgO的熔、沸點(diǎn)和硬度均高于CaO。()分析:√。MgO和CaO比較,O2-相同,Mg2+與Ca2+所帶電荷數(shù)相同,但Mg2+半徑小,所以晶格能MgO>CaO,熔、沸點(diǎn)MgO>CaO,硬度MgO>CaO。,2.(SJP42改編)下列各組數(shù)值是相應(yīng)元素的原子序數(shù),其中所表示的原子能以離子鍵結(jié)合成AB2型化合物的是()A.1與6B.8與12C.9與12D.8與14【解析】選C。其中氧元素與氟元素分別與鎂元素形成離子化合物,但是氧元素與鎂元素形成AB型化合物。,3.離子晶體不可能具有的性質(zhì)是()A.較高的熔、沸點(diǎn)B.良好的導(dǎo)電性C.溶于極性溶劑D.堅(jiān)硬而易粉碎【解析】選B。離子晶體一般不具有導(dǎo)電性。,4.下列關(guān)于晶格能的說(shuō)法中正確的是()A.晶格能指形成1mol離子鍵所放出的能量B.晶格能指破壞1mol離子鍵所吸收的能量C.晶格能指由氣態(tài)陰離子和氣態(tài)陽(yáng)離子相結(jié)合生成1mol離子晶體時(shí)所放出的能量D.晶格能的大小與晶體的熔點(diǎn)、硬度都無(wú)關(guān)【解析】選C。晶格能指拆開(kāi)1mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和氣態(tài)陽(yáng)離子時(shí)所吸收的能量,其逆過(guò)程釋放的能量也是晶格能。,5.下列說(shuō)法正確的是()A.金屬元素與非金屬元素化合時(shí)一定形成離子鍵B.非金屬元素的原子間不可能形成離子鍵C.陰、陽(yáng)離子之間相互吸引形成離子鍵D.離子鍵沒(méi)有方向性和飽和性,【解析】選D。AlCl3為分子晶體,鋁元素與氯元素形成的是共價(jià)鍵,故A錯(cuò);NH4NO3中無(wú)金屬元素,但N與N之間形成的是離子鍵,故B錯(cuò);離子鍵的實(shí)質(zhì)是陰、陽(yáng)離子之間的相互作用,而此相互作用既包括陰、陽(yáng)離子之間的相互引力,又包括原子核與電子之間的相互引力、原子核之間的相互斥力,還包括核外電子之間的相互斥力,故C錯(cuò)。,6.(雙選)(SJP42改編)具有下列外圍電子排布式的基態(tài)原子中,能形成離子化合物的是()A.2s22p2與2s22p4B.3s23p4與2s22p4C.3s2與2s22p5D.3s2與2s22p4【解析】選C、D。A選項(xiàng)中的兩種元素為C與O,形成CO2;B項(xiàng)中的兩種元素為S與O,可以形成SO2;C項(xiàng)中的兩元素形成離子化合物MgF2;D項(xiàng)為Mg與O兩元素,形成離子化合物MgO。,一、離子晶體的性質(zhì)1.離子晶體的物理性質(zhì)及其原因:,2.離子晶體熔沸點(diǎn)高低的比較:(1)離子晶體晶格能越大,熔、沸點(diǎn)越高。離子半徑越小,離子所帶電荷越多,晶格能越大。(2)離子核外電子排布相同時(shí),核電荷數(shù)越大,離子半徑越小。(3)離子最外層電子數(shù)相同時(shí),電子層數(shù)越多,離子半徑越大。,【點(diǎn)撥】離子晶體中的“不一定”(1)離子晶體中不一定都含有金屬元素,如NH4NO3晶體。(2)離子晶體的熔點(diǎn)不一定低于原子晶體,如MgO的熔點(diǎn)(2852℃)高于SiO2的熔點(diǎn)(1610℃)。(3)離子晶體中除含離子鍵外不一定不含其他化學(xué)鍵,如CH3COONH4中除含離子鍵外,還含有共價(jià)鍵、配位鍵。,(4)由金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體,如AlCl3是分子晶體。(5)含有陽(yáng)離子的晶體不一定是離子晶體,也可能是金屬晶體。(6)離子晶體中不一定不含分子,如CuSO45H2O晶體。,【針對(duì)訓(xùn)練】1.(2015天津高二檢測(cè))NaF、NaI和MgO均為離子晶體,有關(guān)數(shù)據(jù)如表:,試判斷這三種化合物熔點(diǎn)由高到低的順序是()A.①>②>③B.③>①>②C.③>②>①D.②>①>③【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn):(1)離子半徑的大小和離子電荷數(shù)的多少?zèng)Q定離子鍵的強(qiáng)弱。(2)離子鍵的強(qiáng)弱決定離子晶體熔沸點(diǎn)的高低。,【解析】選B。本題考查離子晶體熔點(diǎn)高低的判斷方法。離子晶體的熔點(diǎn)與晶格能有關(guān)。晶格能越大,晶體的熔點(diǎn)就越高。晶格能與離子所帶電荷的乘積成正比,與陰、陽(yáng)離子間的距離成反比。在上述三種晶體中,MgO的鍵長(zhǎng)最短,離子電荷數(shù)又高,故其晶格能最大,熔點(diǎn)最高;NaF的核間距小于NaI,故NaF的晶格能大于NaI,熔點(diǎn)高于NaI。,【方法規(guī)律】離子半徑大小的比較方法(1)同一元素的陰離子半徑大于原子半徑;陽(yáng)離子半徑小于原子半徑,且陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多,半徑越小。如r(F-)>r(F),r(Fe3+)r(Mg2+)>r(Al3+),r(F-)BaO>CaOB.NaCl>KCl>CaO>BaOC.CaO>BaO>KCl>NaClD.CaO>BaO>NaCl>KCl,【解析】選D。對(duì)于離子晶體來(lái)說(shuō),離子所帶電荷數(shù)越多,陰、陽(yáng)離子核間距離越小,晶格能越大,離子鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高,陽(yáng)離子半徑大小順序?yàn)锽a2+>K+>Ca2+>Na+;陰離子半徑:Cl->O2-,比較可得只有D項(xiàng)是正確的。,2.(2015金華高二檢測(cè))下列說(shuō)法正確的是()A.含有金屬元素的化合物一定是離子化合物B.ⅠA族和ⅦA族原子化合時(shí),一定形成離子鍵C.由非金屬元素形成的化合物一定不是離子化合物D.活潑金屬與非金屬化合時(shí),可能形成離子鍵【解析】選D。AlCl3中含有金屬元素,但AlCl3不是離子化合物,故A錯(cuò);ⅠA族中的H與ⅦA族中的Cl形成HCl時(shí),不含離子鍵,故B錯(cuò);NH4Cl是由非金屬元素構(gòu)成的離子化合物,故C錯(cuò)。,二、離子晶體的結(jié)構(gòu)【自主導(dǎo)練】1.(2015濟(jì)寧高二檢測(cè))NaCl晶體模型如圖所示:,(1)在NaCl晶體中,每個(gè)Na+周圍同時(shí)吸引個(gè)Cl-,每個(gè)Cl-周圍同時(shí)吸引著個(gè)Na+。(2)在NaCl晶胞中含有個(gè)Na+、個(gè)Cl-,晶體中每個(gè)Na+周圍與它距離最近且相等的Na+共有個(gè)。(3)假設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為a,那么鈉離子和氯離子的最近距離是。,【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)配位數(shù)是最鄰近的等距離的帶相反電荷的離子。(2)利用“均攤法”計(jì)算晶體中擁有粒子數(shù)目。,【解析】在氯化鈉晶體中,一個(gè)Na+位于晶胞的中心,12個(gè)Na+分別位于晶胞的12條棱上,則屬于該晶胞的Na+相當(dāng)于3個(gè)(12=3,棱邊上的每個(gè)Na+同時(shí)被4個(gè)晶胞共用,屬于該晶胞的Na+僅占),因此一個(gè)晶胞中共含有4個(gè)Na+;8個(gè)Cl-分別位于晶胞的8個(gè)頂點(diǎn)上,則屬于該晶胞的Cl-相當(dāng)于1個(gè)(8=1,頂點(diǎn)上的每個(gè)Cl-同時(shí)被8個(gè)晶胞共用,屬于該晶胞的Cl-僅占),6個(gè)Cl-分別位于晶胞的6個(gè)面心上,則屬于該晶胞的Cl-相當(dāng)于3個(gè)(6=3,面心上的每個(gè)Cl-同時(shí)被2個(gè)晶胞共用,屬于該晶胞的Cl-僅占),所以一個(gè)晶胞中共含有4個(gè)Cl-?？梢?jiàn)NaCl晶體,中Na+、Cl-的個(gè)數(shù)比為1∶1。圖中位于晶胞中心的Na+實(shí)際上共有3個(gè)平面通過(guò)它,通過(guò)中心Na+的每個(gè)平面都有4個(gè)Na+位于平面的四角,這4個(gè)Na+與中心Na+距離最近且相等。所以在NaCl晶體中,每個(gè)Na+周圍與它距離最近且相等的Na+共有12個(gè)。距離體心位置的鈉離子最近的氯離子在晶胞的六個(gè)面的面心位置,因此兩離子之間的距離為a/2。答案:(1)66(2)4412(3)a/2,【互動(dòng)探究】(1)上題(2)中Na+周圍等距且最近的Na+數(shù)目就是它的配位數(shù)嗎?提示:不是,配位數(shù)是指距離最近的帶異性電荷離子的個(gè)數(shù),Na+的配位數(shù)是6。(2)圖中鈉離子比氯離子的半徑小,原因是什么?提示:鈉離子的核外電子有兩層,氯離子的核外電子有三層,因此鈉離子半徑小于氯離子半徑。,2.某離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示,則該離子晶體的化學(xué)式為()A.abcB.abc3C.ab2c3D.ab3c【解析】選D。a位于晶胞內(nèi)部,屬于該晶胞;b位于棱上,每個(gè)晶胞中含有b:12=3個(gè);c位于頂點(diǎn),每個(gè)晶胞中含有c:8=1個(gè),因此該晶體的化學(xué)式為ab3c。,【易錯(cuò)提醒】計(jì)算晶胞中微粒個(gè)數(shù)時(shí)的易錯(cuò)點(diǎn)不同形狀的晶胞,相同位置的粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)不一定相同,如同是位于棱上,正方體晶胞中粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)是,三棱柱晶胞中粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)是或,六棱柱晶胞中粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)為或。因此計(jì)算時(shí)要注意晶胞的不同形狀。,【總結(jié)歸納】1.AB型離子晶體的空間結(jié)構(gòu):常見(jiàn)的AB型離子晶體有NaCl型、CsCl型,2.影響配位數(shù)的因素:(1)因?yàn)殡x子鍵沒(méi)有方向性,所以離子的電荷不影響配位數(shù)。陰、陽(yáng)離子的半徑比值(r+/r-)影響配位數(shù)的多少,半徑大小比值越大,配位數(shù)就越大。,(2)化合物的組成比例也是影響配位數(shù)的一個(gè)重要因素。,【警示】(1)離子晶體除含有離子鍵外,還可能有共價(jià)鍵,如Na2O2、NaOH、NH4Cl晶體。(2)離子晶體的化學(xué)式僅表示晶體中陰、陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)比,并不代表其分子組成,因?yàn)殡x子晶體中沒(méi)有分子。(3)推斷離子晶體的性質(zhì)要從離子鍵的強(qiáng)弱入手,而判斷離子鍵的強(qiáng)弱一般要從離子半徑入手,所以掌握離子半徑比較方法是解決這類問(wèn)題的前提條件。,【拓展深化】晶體化學(xué)式的確定方法(1)根據(jù)晶胞中粒子位置的特點(diǎn),利用均攤法確定晶胞中每種粒子的個(gè)數(shù)。(2)根據(jù)各粒子的最簡(jiǎn)個(gè)數(shù)比書(shū)寫(xiě)化學(xué)式。(3)某些晶胞可能是長(zhǎng)方體型、六棱柱型、三棱柱型等,注意不同晶胞的不同特點(diǎn)。,【針對(duì)訓(xùn)練】(2015邯鄲高二檢測(cè))如圖所示是從NaCl或CsCl晶體結(jié)構(gòu)中分割出來(lái)的部分結(jié)構(gòu)圖,其中屬于從NaCl晶體中分割出來(lái)的結(jié)構(gòu)圖是()A.(1)和(3)B.(2)和(3)C.(1)和(4)D.只有(4),【解析】選C。NaCl晶胞是立方體結(jié)構(gòu),每個(gè)Na+周圍有6個(gè)Cl-,每個(gè)Cl-周圍有6個(gè)Na+;與每個(gè)Na+等距離的Cl-有6個(gè),且構(gòu)成正八面體,同理,與每個(gè)Cl-等距離的6個(gè)Na+也構(gòu)成正八面體,由此可知圖(1)和(4)屬于從NaCl晶體中分割出來(lái)的,C項(xiàng)正確。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】(2015銅川高二檢測(cè))元素X的某價(jià)態(tài)離子X(jué)n+中所有電子正好充滿K、L、M三個(gè)電子層,它與N3-形成晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)該晶體的陽(yáng)離子與陰離子個(gè)數(shù)比為_(kāi)_________________________________________________。(2)該晶體中Xn+中n=____________________。(3)X元素的原子序數(shù)是________________。(4)晶體中每個(gè)N3-被個(gè)等距離的Xn+包圍。,【解析】(1)Xn+位于晶胞的棱上,其數(shù)目為12=3個(gè),N3-位于晶胞的頂點(diǎn),其數(shù)目為8=1個(gè),故其個(gè)數(shù)比為3∶1。(2)由晶體的化學(xué)式X3N知X所帶的電荷數(shù)為1。(3)因?yàn)閄+的K、L、M三個(gè)電子層正好充滿,故為2、8、18,所以X的原子序數(shù)是29。(4)N3-位于晶胞頂點(diǎn),故其被6個(gè)X+在上、下、左、右、前、后包圍。答案:(1)3∶1(2)1(3)29(4)6,