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离子晶体 选修三课件

晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子所吸收的能量
2.表示:符号为U 单位是KJ/mol ,取正值
3、影响晶格能大小因素 离子晶体中阴阳离子半径越小,所带电荷越多, 离子键越强,晶格能越大
4 晶格能的作用:
(1)晶格能越大,离子晶体越稳定,离 子晶体的熔沸点越高,硬度越大。 (2)岩浆晶出规则与晶格能的关系
★晶格能高的晶体熔点较高,更容易在岩 浆冷却过程中冷却下来,从而先结晶
例:下列热化学方程式中,能直接表示出氯 B 化钠晶格能的是______ A、 Na (s) + 1/2Cl2 (g) = NaCl(s); △H B、Na+(g) + Cl- (g) = NaCl(s); △H1 C、Na (s)= Na (g) ; △H2 D 、Na (g) -e- = Na+ (g) ; △H3 E、1/2Cl2(g)=Cl(g); △H4 F、Cl(g) + e- =Cl-(g); △H5 写出△H1与△H 、△H2、△H3、△H4、 △H5之间的关系式_____
4 2°阳离子的配位数: 4 阴离子的配位数:
科学探究:
找出NaCl、CsCl两种离子晶体中阳离子和 阴离子的配位数,它们是否相等?
离子晶体 NaCl CsCl 阴离子的配位数 阳离子的配位数
6
6
8
8
科学探究:
你认为是什么因素决定了离子晶体中离子 的配位数?根据表3—5、表3—6分析影响 离子晶体中离子配位数的因素。
配位数 半径比
4
0.2~0.4
6
0.4~0.7
8
0.7~1.0
空间构型
ZnS
NaCl
CsCl
6、决定离子晶体结构的因素
(1)几何因素
晶体中正负离子的半径比
(2)电荷因素
晶体中正负离子的电荷比
(3)键性因素
离子键的纯粹因素
1、几何因素
配位数与 r +/ r- 之比相关: 0.225 —— 0.414 4 配位 0.414 —— 0.732 6 配位 0.732 —— 1.000 8 配位
(2)氯化铯晶体
氯化铯晶体中 氯离子和铯离 子分别处于晶 胞的什么位置?
铯离子
氯离子
氯离子位于顶点, 铯离子位于体心。
CsCl晶体中离子的配位数
(1)每个晶胞含铯离子、 氯离子的个数? (2)在氯化铯晶体中,每 个Cs+周围与之最接近且距离 相等的Cl-共有 ;这几个 Cl-在空间构成的几何构型 为 。 (3)在每个Cl-周围距离相等且最 近的Cs+共有 ;这几个Cs+ 在 空间构成的几何构型 。
NaCl:95/181=0.525 CsCl:169/181=0.933
2、电荷因素
由正负离子的电荷比影响 离子晶体的配位数的因素, 称为电荷因素。 例:CaF2的晶体中,Ca2+ 1:2 和F-的个数之比____,电 荷数之比_____,Ca2+配位 2:1 数是_____,F-的配位数 8 是_______。 4
第四节 离子晶体
第 一 课 时
水 晶 雪花
常见晶体
氯 化 钠 干冰
金刚石
明矾
1.NaCl晶体是典型的离子化合物,其中 存在哪些微粒?试写出NaCl的电子式.
2.上述离子是通过怎样的相互作用结合 成晶体的呢?
知识回顾:离子键
1、 使阴、阳离子结合成离子化合物的静电作用 称 为离子键。 2、成键的微粒: 阴、阳离子 3、成键的本质:阴阳离子间的静电作用
(3)CaF2型晶胞
1°一个CaF2晶胞中含:
4个Ca2+和8个F¯
2°Ca2+的配位数:8 F-的配位数:4
Ca
F
晶胞上面心 图示为CaF2晶胞的1/8, 观察点为上左前方
8 Ca2+配位数是_____,F-的配位数是 4 _______。
(4)ZnS型晶胞
1°一个ZnS晶胞中含: 4个阳离子和4个阴离子
6、影响离子键强弱的因素:
离子半径和 离子电荷
Q1Q2 FK 2 r
同种类型的离子晶体,通常离子半 径越 小、离子带电荷越 多 ,离子键就 越 强。离子键越强,破坏它所需能量 就越 大 。熔点就越 高 。
7、离子键的特征
没有方向性: 阴阳离子是球形对称的,电荷的分布也是 球形对称的,它们在空间各个方向上的静电 作用相同,都可以和带不同电荷的离子发生 作用 没有饱和性: 在静电作用能达到的范围内,只要空间条 件允许,一个离子可以多个离子发生作用
重晶石
BaSO4
明矾 KAl(SO4)2· 2O 12H
莹石
CaF2
胆矾 CuSO4· 2O 5H
一、离子晶体
1、定义: 由阳离子和阴离子通过离子键 结合而成的晶体。
2、成键粒子: 阴、阳离子 3、相互作用力: 离子键 4、常见的离子晶体:强碱、活泼金属氧化 物、大部分的盐类。
阅读课本P79最后一段(即科学 视野之前的一段),结合氯化钠晶体 的结构,你认为离子晶体物理性质有 何特点?
思考:氯化钠晶体中钠离子和氯离子分别处 于晶胞的什么位置? 顶点和面心是钠离子 棱上和体心是氯离子
NaCl晶体中离子的配位数
3 3 6 1 2 1 5 4 6 2
5
4
这几个Na+在空间 构成的几何构型 为 正八面体 。
每个Cl- 周围 与之最接近且 距离相等的Na+ 6 共有 个。
CsCl晶体的结构
21参照下表中物质的熔点,回答有关问题:
物质 NaF NaCl 801 SiCl4 NaBr 755 SiBr4 NaI 651 SiI4 12.05 NaCl 801 SiCl4 KCl 776 RbCl 715 CsCl 646 PbCl4 熔点℃ 995 物质 SiF4
GeCl4 SnCl4
△H =△H1 +△H2+△H3 +△H4 +△H5
练习
1、下表列出了有关晶体的知识,其中错误的是( B
A 晶体 组成晶体的微粒 晶体微粒间存在的作用力 硫化钾 阴阳离子 离子键 B 干冰 分子 共价键 C 金刚石 原子 共价键 D 碘 分子 范德华力

2、下列物质的晶体,按其熔点由低到高的排列顺序正确的是 ( ) A.NaCl、SiO2、CO2 B.NaCl、CO2、SiO2 C C.NaCl、MgO、SiO2 D.NaCl、SiO2、MgO
熔点℃ -90.2 -70.4 5.2
-70.4 -49.5 -36.2 -15.0
① 钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点高低取决于其 ______________________,在这种情况下,____________越大, ________________越弱,故熔点依次降低。 ② 硅的卤化物及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点高低取决于其 _______________, ___________________越大, ___________________越大,故熔点依次升高。 ③ 钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物的熔点高得多,这是由 ______________。
CaF2的晶胞
熔点℃
沸点℃
NaCl
CsCl
801
645
1413
1290
为什么NaCl的熔沸点比CsCl高?
结论:
对于组成和结构相似的物质, 阴、阳离子半径越小,离子键越强, 熔沸点较高,晶体越稳定。 离子键的强弱在一定程度上可以 用离子晶体的晶格能来衡量。
(二)、离子晶体的晶格能
1.概念:气态离子形成1摩尔离子晶体 释放的能量,通常取正值。或指拆开1mol离子
5.如图所示是某些晶体的结构,它们分别是NaCl、CsCl、 干冰、金刚石、石墨结构中的某一部分。
⑴ 其中代表金刚石的是(填编号字母,下同)_____,其中每个 碳原子与____个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于____晶体。 ⑵ 其中代表石墨的是_______,其中每个正六边形占有的碳原子 数平均为______个。 ⑶ 其中代表NaCl的是______。⑷ 代表CsCl的是___,它属于___ 晶体,每个Cs+与__个Cl—紧邻。 ⑸ 代表干冰的是_________,它属于______晶体,每个CO2分子 与______个CO2分子紧邻。 ⑹ 上述五种物质熔点由高到低的顺序_____________________的是 A.NH4Cl B.SiO2 C.P4 D.Na2SO4 问题反思——化学式能否表示分子,关 键能判断该物质是否分子晶体
4.下列有关晶体的叙述中不正确的是 ( ) A.金刚石的网状结构中,由共价键形成的碳 原子环中,最小的环上有6个碳原子 B. 氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等的 Na+离子共有6个 C.氯化铯晶体中,每个铯原子周围紧邻8个氯 原子 D.干冰晶体中,每个二氧化碳分子周围紧邻 12个二氧化碳分子
4、成键的条件: 活泼金属元素的原子和活 泼的非金属元素的原子
5.常见的离子化合物
哪些物质中含有离子键?
思考
1、活泼的金属元素(IA、IIA)和活泼的非金 属元素(VIA、VIIA)形成的化合物。 2、活泼的金属元素和酸根离子(或氢氧根离子) 形成的化合物 3、铵根和酸根离子(或活泼非金属元素离子) 形成的盐。 4、从物质类别的角度来说,离子化合物通常包 括________、___________和________________。 强碱 大多数盐 活泼金属氧化物
5. 离子晶体物理性质的特点:
(1) 熔沸点 较高 , 难挥发难压缩。 离子电荷越多,核间距离越小,熔沸点升高。 (2) 硬度 较大 。 (3) 水溶性 一般易溶于水,而难溶于非极性溶剂。 (4) 导电性 固态不导电,水溶液或者熔融状态下能导电。
5、晶胞类型:
(1) 氯化钠晶体
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