高二化学离子晶体教案-离子键 离子晶体教案

第二单元 离子键 离子晶体

第2课时 离子晶体

【复习巩固】

1.什么是离子键？作用力的实质是什么？ 2.什么是晶格能？影响因素有哪些？

3.晶格能的大小与离子晶体的熔沸点、硬度的关系怎样？ [练习] w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 1.指出下列物质中的化学键类型。

KBr CCl4 N2 CaO NaOH

2.下列物质中哪些是离子化合物？哪些是只含离子键的离子化合物？哪些是既含离子键又含共价键的离子化合物？

KCl HCl Na2SO4 HNO3 NH4Cl O2 Na2O2 【过渡】大多数离子化合物在常温下以晶体的形式存在。 【板书】 离子晶体

1. 定义：离子间通过离子键结合而成的晶体

【思考】离子晶体能否导电，主要的物理共性有哪些？

2. 特点：（1）、晶体不导电，在熔融状态或水溶液中导电,不存在单个分子

（2）、硬度较高，密度较大， 难压缩，难挥发，熔沸点较高

【思考】判断下列每组物质的熔沸点的高低，影响离子晶体的熔沸点高低的因素有哪些？ (1)NaF NaCl NaBr NaI (2)MgO Na2O

3. 离子晶体熔沸点高低的影响因素：离子所带的电荷(Q)和离子半径(r) Q越大、r越小，则晶格能(U)越大，离子键越强，熔沸点越高，硬度越大. 【思考】：哪些物质属于离子晶体？

4. 物质的类别：强碱、部分金属氧化物、绝大部分盐类属于离子晶体。 【过渡】离子晶体也有一定的空间结构 【板书】w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 二、离子晶体的空间结构 【讲解】

离子晶体有多种晶体结构类型，其中氯化钠型和氯化铯型是两种最常见的离子晶体结构类型。首先看NaCl的晶胞:

组成具有代表性, 对称性(轴, 面, 中心)也与晶体相同, 所以乙为NaCl的晶胞 【思考】:

1.每个Na+同时吸引 个 Cl-，每个Cl-同时吸引 个Na+，而Na+数目与Cl-数目之为 化学式为

2.根据氯化钠的结构模型确定晶胞，并分析其构成。每个晶胞中有 Na+，有 个Cl-

3.在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Na+有 个

4.在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Cl-所围成的空间结构为 体

5.已知氯化钠的摩尔质量为58.5g.mol-1,阿伏加德罗常数取6.02×1023mol-1,则食盐晶体中两个距离最近的Na+的核间距离最接近下面四个数据中的哪一个.( ) A.3.0×10-8cm B.3.5×10-8cm C.4.0×10-8cm D.5.0×10-8cm

组成和对称性均有代表性. 看空心圆点, 除了立方体的顶点的8个, 无其它, 称为简单立方晶胞. 配位数为8 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 【思考】：

1.每个Cs+同时吸引 个 Cl-，每个Cl-同时吸引 个Cs+，而Cs+数目与Cl-数目之为 化学式为

2.根据氯化的结构模型确定晶胞，并分析其构成。每个晶胞中有 Cs+，有 个Cl-

3.在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有 个

组成和对称性均有代表性. 看空心圆点,除了立方体的顶点的8个, 面中心6个, 也为面心立方. 配位数为4

总之, 立方晶系有 3 种类型晶胞, 面心立方, 简单立方, 体心立方.四方晶系 , 2 种, 正交晶系, 4 种等, 共有14种类型的晶胞

【过渡】氯化钠与氯化铯均为AB型离子晶体，但两者的阴、阳离子周围带相反电荷离子的数目却不同，你认为造成这一差异的可能原因是什么？ 【板书】三.离子晶体的配位数以及与 r+/r- 的关系

NaCl 六配体, CsCl八配体, ZnS 四配体, 均为AB型晶体, 为何配位数不同? 1) 离子晶体稳定存在的条件

离子形成晶体时，阴、阳离子总是尽可能紧密地排列，且一种离子周围所环绕的带相反电荷的离子越多，体系能量越低，所构成的离子晶体就越稳定。

2)离子晶体的配为数：离子晶体中一种离子周围紧邻的带相反电荷的离子数目

【设问】：NaCl 型离子配为数为 （六配体）, CsCl型离子配为数为 （八配体） 【讨论】NaCl和CsCl均为AB型离子晶体，但两者的阴、阳离子周围带相反电荷离子的数目却不同，你认为造成这一差异的可能原因是什么？

【讲解】离子晶体中的离子的电荷分布是球形对称的。它们之间的作用力的强弱只取决于它们相互之间的距离。晶体中每种离子能被多少个带相反电荷的离子所包围（离子的配位数），

与它们的大小有关，与电荷数多少无关。

离子晶体中一种离子周围所环绕的带相反电荷的离子的数目的多少，与阴、阳离子半径比r+/r - 有关。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 3）r+/r-与配位数

从六配位的介稳状态出发, 进行半径比与配位数之间关系的探讨.

此时, 为介稳状态. 如果r+ 再大些, 则出现上述 b) 种情况, 即阴离子同号相离, 异号相切的稳定状态. 亦即:

当 r+ 继续增加, 达到并超过:

时, 即阳离子离子周围可容纳

更多阴离子, 为8配位, CsCl型.

若r+ 变小, 即:

, 则出现 a)种情况, 阴离子相切, 阴离子阳离子相离的不稳

定状态. 配位数减少, 4配位, ZnS型.

阴、阳离子半径比与配位数的关系 r+/r - 配位数 实例 0.225~0.414 4 ZnS 0.414~0.732 6 NaCl 0.732~1.0 8 CsCl ＞1.0 12 CsF

总之, 配位数与 r+/r- 之比相关，且: r+ 再增大, 则达到12 配位; r- 再减小, 则达到3配位.

注意:讨论中将离子视为刚性球体, 这与实际情况有出入. 但仍不失为一组重要的参考数据. 因而, 我们可以用离子间的半径比值去判断配位数.

【问题解决】

1.已知Cd2+半径为97pm，S2-半径为184pm，按正负离子半径比，CdS应具有 型晶格，正.负离子的配位数之比应是 ；但CdS却具有立方ZnS型晶格，正负离子的配位数之比是 ，这主要是由 造成的。 2.某离子晶体的晶胞结构如下图所示：

则该离子晶体的化学式为 （ ） A．abc

B.abc3

C．ab2c3 D．ab3c

3.在NaCl晶体中，与每个Na+距离相等且距离最近的Cl—所围成的空间构型为 （ ） A．正四面体 B．正六面体 C．正八面体 D．正十二面体