离子晶体2用
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离子键离子晶体2
--- Cs+
---Cl-
3.NaCl、CsCl都是 型离子化合物，两者的配位 、 都是AB型离子化合物 都是 型离子化合物，两者的配位 数各是多少? 造成这一差异的原因是什么？ 各是多少 造成这一差异的原因是什么？
【小结归纳】 小结归纳】
1.离子键的强弱决定离子晶体的熔点高低、 1.离子键的强弱决定离子晶体的熔点高低、 离子键的强弱决定离子晶体的熔点高低 硬度大小等物理性质 2.衡量离子键强弱的参数----晶格能 2.衡量离子键强弱的参数----晶格能 衡量离子键强弱的参数---3.比较离子键强弱(晶格能大小)的依据---3.比较离子键强弱(晶格能大小)的依据---比较离子键强弱 离子电荷数、 离子电荷数、离子半径 4.离子晶体中不存在单个小分子 4.离子晶体中不存在单个小分子 离子晶体中 5.立方晶胞中微粒占有的比例--5.立方晶胞中微粒占有的比例--立方晶胞中微粒占有的比例 1/2面 1/4棱 1/8顶 1心 1/2面 1/4棱 1/8顶 6.认识NaCl和CsCl两种典型的离子晶体模型 6.认识NaCl和CsCl两种典型的离子晶体模型 认识NaCl
离子晶体一般具有较高的熔点和较大的硬度
晶格能——衡量离子键强弱的参数 衡量离子键强弱的参数 晶格能 定义：拆开 定义：拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态 离子晶体使之形成气态阴离子和气态 阳离子时所吸收的能量。符号U，单位KJ/mol 阳离子时所吸收的能量。符号 ，单位 根据下表信息，分析影响晶格能的因素， 根据下表信息，分析影响晶格能的因素，并讨论晶 格能与离子晶体的熔点、硬度的关系。 格能与离子晶体的熔点、硬度的关系。
• 阴、阳离子可以看成球 形对称， 形对称，其电荷分布也 是球形对称的，它们在 是球形对称的， 空间各个方向上的静电 作用相同。 作用相同。 • 只要空间条件允许，一 只要空间条件允许， 个离子可以同时吸引多 个带相反电荷的离子。 个带相反电荷的离子。
金属晶体 离子晶体(精讲课件)-高二化学同步学习高效学讲练(人教版2019选择性必修2)
一．金属键与金属晶体
2．金属晶体 (1)在金属晶体中，原子间以金属键相结合。 (2)金属晶体的性质：优良的导电性、导热性和延展性。 延展性：当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生回相对滑动， 但排列方式不变，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠 之间润滑剂的作用，所以金属有良好的延展性。
那么，金属键的本质是什么呢？
一．金属键与金属晶体
1．金属键 (1)概念： “电子气理论”把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶 体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。
金属晶体和共价晶体一 样，是一种“巨分子”
一．金属键与金属晶体
1．金属键 (2)成键粒子是金属阳离子和自由电子。 (3)金属键的强弱和对金属性质的影响 ①金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数。 原子半径越大、价电子数越少，金属键越弱；反之，金属键越强。 ②金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。 如：熔点最高的金属是钨，硬度最大的金属是铬。 金属键没有方向性和饱和性
【典例5】（2021·云南昭通·高二阶段练习）石墨晶体是层状结构 (如图)。下列有关石墨晶体的说法正确的是
A．石墨的熔点、沸点都比金刚石的低 B．石墨中的C原子均为sp3杂化 C．石墨晶体中存在的化学键有共价键、金属键和范德华力 D．每个六元环完全占有的碳原子数是2 【答案】D
本课结束
硬度
较小
很大
有的很大， 有的很小
较大
熔、沸点
较低
很高
有的很高， 有的很低
较高
溶解性
相似相溶
难溶于任何 溶剂
常见溶剂难溶
大多易溶于水 等极性溶剂
导电、传热性
一般不导电， 溶于水后有的
高中化学 专题3 第2单元 离子键 离子晶体教案 苏教版选修3
第二单元离子键离子晶体[核心素养发展目标] 1.理解离子键的本质，能结合离子键的本质和晶格能解释离子晶体的性质，促进宏观辨识与微观探析学科核心素养的发展。
2.认识常见离子晶体的结构模型，理解离子晶体的结构特点，预测其性质，强化证据推理与模型认知的学科核心素养。
一、离子键的形成1．形成过程2．特征阴、阳离子球形对称，电荷分布也是球形对称，它们在空间各个方向上的静电作用相同，在各个方向上一个离子可同时吸引多个带相反电荷的离子，故离子键无方向性和饱和性。
(1)离子键的实质是“静电作用”。
这种静电作用不仅是静电引力，而是指阴、阳离子之间静电吸引力与电子与电子之间、原子核与原子核之间的排斥力处于平衡时的总效应。
(2)成键条件：成键元素的原子得、失电子的能力差别很大，电负性差值大于1.7。
(3)离子键的存在只存在于离子化合物中：大多数盐、强碱、活泼金属氧化物(过氧化物如Na2O2)、氢化物(如NaH和NH4H)等。
例1具有下列电子排布的原子中最难形成离子键的是( )A．1s22s22p2B．1s22s22p5C．1s22s22p63s2D．1s22s22p63s1答案 A解析形成离子键的元素为活泼金属元素与活泼非金属元素，A为C元素，B为F元素，C为Mg元素，D为Na元素，则只有A项碳元素既难失电子，又难得电子，不易形成离子键。
例2下列关于离子键的说法中错误的是( )A．离子键没有方向性和饱和性B．非金属元素组成的物质也可以含离子键C．形成离子键时离子间的静电作用包括静电吸引和静电排斥D．因为离子键无饱和性，故一种离子周围可以吸引任意多个带异性电荷的离子解析活泼金属和活泼非金属元素原子间易形成离子键，但由非金属元素组成的物质也可含离子键，如铵盐，B项正确；离子键无饱和性，体现在一种离子周围可以尽可能多地吸引带异性电荷的离子，但也不是任意的，因为这个数目还要受两种离子的半径比(即空间条件是否允许)和个数比的影响，D项错误。
四种晶体类型
晶体，一般包括离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体四种类型。
一、依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断（1）离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。
（2）原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。
（3）分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。
（4）金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。
二、依据物质的分类判断（1）金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。
（2）大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
（3）常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。
（4）金属单质是金属晶体。
三、依据晶体的熔点判断。
（1）离子晶体的熔点较高。
（2）原子晶体的熔点很高。
（3）分子晶体的熔点低。
（4）金属晶体多数熔点较高,但有少数熔点相当低。
四、依据导电性判断。
（1）离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。
（2）原子晶体一般为非导体。
（3）分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子,也能导电。
（4）金属晶体是电的良导体。
五、依据硬度和机械性能判断。
（1）离子晶体硬度较大、硬而脆。
（2）原子晶体硬度大。
（3）分子晶体硬度小且较脆。
（4）金属晶体多数硬度大,但也有硬度较小的,且具有延展性。
离子晶体、分子晶体、金属晶体、原子晶体
那么每个中心Si原子共占有O原子数
即Si原子与O原子的个数比为1∶2。
二、物质熔沸点高低判断的方法
1.原子晶体中原子间键长越短，共价键越稳定，物质熔沸点越高，反熔沸点越高，反之越低。
3.分子晶体中分子间作用力越大，物质熔沸点越高，反之越低。其中组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大。（但这不包括具有氢键的分子晶体其熔沸点出现反常得高的现象，
5.原子晶体的熔点高低与其内部的结构密切相关：对结构相似的原子晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就高。
二、分子晶体
1.分子晶体定义：分子间通过分子间作用力构成的的晶体称为分子晶体。
（1）构成分子晶体的粒子是分子，粒子间的相互作用是分子间作用力
（2）原子首先通过共价键结合成分子，分子作为基本构成微粒，通过分子间作用力结合成分子晶体。
2. 分子晶体的类别：多数非金属单质（除了金刚石、晶体硅、晶体硼、石墨等），多数非金属氧化物（如干冰、CO、冰等）、非金属气态氢化物（如NH3，CH4等）、稀有气体、许多有机物等。
3.常见的分子晶体的晶体结构
（1）碘晶体的晶胞是长方体，碘分子除了占据长方体的每个顶点外，在每个面上还有一个碘分子。
⑵CsCl型
CsCl型离子晶体中，每个离子被8个带相反电荷的离子包围，阴离子和阳离子的配位数都为8。常见的CsCl型离子晶体有铯的卤化物（氟化物除外）、TlCl的晶体等。
⑶ZnS型
ZnS型离子晶体中，阴离子和阳离子的排列类似NaCl型，但相互穿插的位置不同，使阴、阳离子的配位数不是6，而是4。常见的ZnS型离子晶体有硫化锌、碘化银、氧化铍的晶体等。
（3）大多数离子晶体易溶于极性溶剂（如水）中，难溶于非极性溶剂（如汽油、煤油）中。当把离子晶体放在水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引作用，使晶体中的离子克服了离子间的作用而电离，变成在水中自由移动的离子。
即Si原子与O原子的个数比为1∶2。
二、物质熔沸点高低判断的方法
1.原子晶体中原子间键长越短，共价键越稳定，物质熔沸点越高，反熔沸点越高，反之越低。
3.分子晶体中分子间作用力越大，物质熔沸点越高，反之越低。其中组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大。（但这不包括具有氢键的分子晶体其熔沸点出现反常得高的现象，
5.原子晶体的熔点高低与其内部的结构密切相关：对结构相似的原子晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就高。
二、分子晶体
1.分子晶体定义：分子间通过分子间作用力构成的的晶体称为分子晶体。
（1）构成分子晶体的粒子是分子，粒子间的相互作用是分子间作用力
（2）原子首先通过共价键结合成分子，分子作为基本构成微粒，通过分子间作用力结合成分子晶体。
2. 分子晶体的类别：多数非金属单质（除了金刚石、晶体硅、晶体硼、石墨等），多数非金属氧化物（如干冰、CO、冰等）、非金属气态氢化物（如NH3，CH4等）、稀有气体、许多有机物等。
3.常见的分子晶体的晶体结构
（1）碘晶体的晶胞是长方体，碘分子除了占据长方体的每个顶点外，在每个面上还有一个碘分子。
⑵CsCl型
CsCl型离子晶体中，每个离子被8个带相反电荷的离子包围，阴离子和阳离子的配位数都为8。常见的CsCl型离子晶体有铯的卤化物（氟化物除外）、TlCl的晶体等。
⑶ZnS型
ZnS型离子晶体中，阴离子和阳离子的排列类似NaCl型，但相互穿插的位置不同，使阴、阳离子的配位数不是6，而是4。常见的ZnS型离子晶体有硫化锌、碘化银、氧化铍的晶体等。
（3）大多数离子晶体易溶于极性溶剂（如水）中，难溶于非极性溶剂（如汽油、煤油）中。当把离子晶体放在水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引作用，使晶体中的离子克服了离子间的作用而电离，变成在水中自由移动的离子。
鲍林规则.离子晶体结构
取决于正负离子的半径比r+/r-，常见的是4、6、8。
4.负离子配位多面体：离子晶体中正离子周围配位负离子中心连线构成的多面 体称负离子配位多面体。
6.离子堆积：离子晶体通常由负离子堆积成骨架，正离子按其自身大小居于相
应负离子空隙（负离子配位多面体） 7、四面体空隙：由四个球体围成的空隙,球体中心线围成四面体形
FeO、CoO、NiO，还有氮化物，碳化物等，氧化物中，
O2-离子相当Cl-，占据Cl-位置。
二、AB2型化合物结构
1 萤石（CaF2）型结构 (1) 鲍林规则 ① rCa2
r 0.106nm, rF 0.133nm ， 0.75 ，0.732~1，CN=8， r
Ca2+-F-→[CaF8]立方体 ②S
Z 1 1 ,1 i, i 8 ， Cl-周围有 8 个 Cs+, ②第二规则 S CN 8 8
8 个[CsCl8]立方体共顶相连。
③第三规则
8个[CsCl8]共棱，共面相连，实际[CsCl8]共面
相连
2)结构特点：
可见：CsCl晶体结构是Cl-作简单立方堆积，Cs+充
填在全部立方体间隙中，CsCl属立方晶系，简单立
2、金红石（TiO2）型结构
1 鲍林规则： ①r
Ti
4
r 0.064nm, rO2 0.132nm, 0.485 ，0.414~0.732，CN=6， r
Ti4+-O2-→[TiO6]八面体
Z 4 2 2 ,2 i, i 3 ,每个 O2-同时与 3 个 Ti4+形成静电键， ②S CN 6 3 3
Na+-Cl-→[NaCl6]八面体。 Na+-Cl-→[NaCl6]八面体。
金属晶体与离子晶体(2)高二化学(人教版2019选择性必修2)
0 -200
SiF4
SiCl4 SiBr4 SiI4
根据所学和实验图像推测： TiF4是离子化合物，熔点较高 TiCl4 、 TiBr4、TiI4是共价化合物
知识梳理
推测是否正确？为什么由金属 元素和非金属元素组成的化合 物可能是共价化合物呢？
知识梳理
事实上，纯粹的典型晶体是不多的，大多数离子晶体中的化学键具有一定的共 价键成分。
晶体类型
石墨晶体中，既有共价键 ，又有ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ金属键 和范德华力，属于 混合型晶体。
混合型晶体
物理性质 导电性
知识梳理
导热性
润滑性
典例精讲
请同学们回顾所学内容，判断下列问题的对与错
问题1 问题2
问题3
问题4 问题5 问题6 问题7
纯粹的典型晶体是没有的( ) 离子键成分的百分数是依据电负性的差值计算出来的，差值越大，离子 键成分的百分数越小( ) 在共价晶体中可以认为共价键贯穿整个晶体，而在分子晶体中共价键仅 限于晶体微观空间的一个个分子中( ) 石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3( ) 石墨的导电只能沿石墨平面的方向进行( ) 石墨晶体层与层之间距离较大，所以石墨的熔点不高( ) 四类晶体都有过渡型( )
800
NaI
600
400
200
0 -200
SiF4
SiCl4 SiBr4 SiI4
根据硅的卤化物(SiX4)的组成能判断其 的晶体类型吗？分子晶体？共价晶体？
分子晶体熔化时需克服分子间作用力或氢 键，熔点较低；共价晶体需克服共价键， 熔点较高；由图可知：SiX4为分子晶体。
知识梳理
过渡晶体
探究一
钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)的熔点
【高中化学】第2课时 离子晶体 高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2
混合型晶体
金刚石部分物理性质
熔点 莫氏硬度 电导率/（s·m-1)
3550℃
10
2.11*10-13
熔点 3850℃
石墨部分物理性质 莫氏硬度 电导率/（s·m-1)
1
2.5*103
熔点均较高，金刚石硬度很高、不导电，石墨质软、能导电
思考交流
同是碳单质的晶体，金刚石和石墨的性质存在着相似和 不同。你认为是什么造成了这种差异？
二、常见的离子晶体类型
1、NaCl型晶胞 (1) 钠离子和氯离子的位置
钠离子：体心和棱中点； 氯离子：面心和顶点，或者反之。 （2）每个晶胞含钠离子、氯离子的个数 钠离子：4个 ； 氯离子：4个 （3）与钠离子等距离且最近的钠离子、氯离子个数 钠离子：12个 ；氯离子：6个
NaCl晶体中阴、阳离子配位数 离Na+最近的Na+数目1_2_个__________。
4个Ca2+和8个F-
交流研讨 请根据表格分析，离子晶体的熔点与哪些因素有关？ 根据数据，你能总结出什么规律？
晶体
NaCl NaBr MgO CaO
离子间距/pm 276 290 205 239
电荷数 1 1 2 2
熔点/℃ 801 750 2800 2576
离子半径（间距）、 影响 所带电荷
离子键强弱 影响
离对的界限吗？
过渡晶体 事实上，大多数离子晶体中的化学键具有一定的共价键成分。
氧化物 离子键百分数%
Na2O 62
MgO 50
Al2O3 41
SiO2 33
Na、Mg、Al、Si四种元素氧化物的化学键中离子键成分逐渐减少
Na2O MgO Al2O3
SiO2
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CsCl的晶体结构及晶胞构示意图
---Cs+ ---Cl-
Cs+的配位数为：8 Cl-的配位数为：8
CsCl 的晶体结构模型
科学探究1：
• 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 阴离子的 阳离子的 阴阳离子配 晶体 配位数 配位数 位数的比值
NaCl 6
6
1:1
Cs是学C什s么C探l呢阴究?阳是离2否：子所配有位的数离的子比晶值体都的是阴1:1
阳影•结离响根 子论子 离据晶：配 子表体位晶中3—离数体5子的中、配比 离表位值 子3— 数都 配的6是 位分什数1:析1么的关,你因因系能素素呢得。还?请出有阅影哪读响些P离?79,
D、非金属原子间不可能形成离子键
2、下列有关离子化合物的说法正确的是(BD )
A、离子化合物中一定含有金属元素，含金 属元素的化合物一定是离子化合物
B、离子键只存在于离子化合物中，离子化 合物中一定含有离子键
C、离子化合物中不可能含有共价键 D、离子化合物受热熔化破坏化学键，吸收
热量，不属于化学变化
（2）电荷因素
晶体中正负离子的电荷比. 正负离子电荷比=正负离子的配位数比
=正负离子的数目反比
（3）键性因素
心立方晶胞。
（2） Ca2+立方最密 堆积，F-填充在全部 四面体空隙中。
（3）配位数 ①Ca2+的配位数: 8
②F-的配位数: 4 CaF2晶体中Ca2+ 和F-的位置关系如何?一 个CaF2晶胞中含Ca2+ 、F-个数是多少?
4个Ca2+和8个F-
5、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. 一般决定配位数的多少:正负离子的半 径比越大,配位数越多.
P78科学探究1
NaCl和CsCl的晶胞
离子 阴离子的 阳离子的 阴阳离子的 晶体 配位数 配位数 配位数比 NaCl CsCl
NaCl的晶体结构模型
---Cl- --- Na+
NaCl的晶体结构模型
---Cl- --- Na+
NaCl晶体中阴、阳离子的配位数
Na+的配位数为：6 Cl-的配位数为：6
2Na + Cl2 == 2NaCl
Na
+11
+17
Cl
Na+
+11
+17
Cl-
Na+ Cl-
根晶1一、据体、定前的离义面理子：的论晶讨知论识体总? 结离子
由阳离子和阴离子通过离
子键结合而成的晶体。
2、结构特点： (1)成键粒子：阴、阳离子 (2)相互作用力：离子键
NaCl晶体
Na+ Cl-
常见的离子晶体：
强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。
有无单个分子存在?
无单个分子存在;NaCl不表示分子式。
3、离子阅晶读体课物本理P7性9最质后的一特段点(即： 科学视野之前的一段),结合氯
(1化) 熔钠沸晶点体较的高结, 难构挥,你发认难为压离缩子。 离晶子体电物荷理越性多质,核有间何距特离越点小? ,熔沸点升高。
每个NaCl晶胞含Na+、Cl-的个数?
Na+ Cl-
计算方法：均摊法
顶点占1/8；棱占1/4；面心占1/2；体心占1
Na+:8161 4 Cl-:12 1 1 4
82
4
（2）CsCl晶胞
Cl-
铯离子和氯离子的位置？ Cs+ 铯离子：体心
氯离子：顶点 或者反之
每个晶胞含铯离子、氯离 子的个数？ 铯离子：1个； 氯离子：1个。
很高 很大
很低 很小
无(硅为半导体) 无
差别较大 差别较大
导体
实例
金刚石、二氧化硅、 晶体硅、碳化硅
I2、干冰、 Au、Fe、
冰等
Cu、钢铁等
判断下列晶体的类型?
物质 铜 干冰 金刚石 氯化钠
晶体 金属 分子 原子 类型 晶体 晶体 晶体
思考并讨论： 氯化钠晶体的构成微粒是什么?
构成晶体的微粒间的相互作用力是什 么？它是哪种晶体类型?
3、离子晶体不可能具有的性质是（ B ）
A、较高的熔、沸点 B、良好的导电性 C、溶于极性溶剂 D、坚硬而易粉碎
4、下列性质适合于离子晶体的是（ A ）
A、熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电 B、熔点10.31℃，液态不导电，水溶液导电 C、能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃ D、熔点97.81℃，质软，导电，密度0.97g/cm3
(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。
随堂练习:
1、下列叙述错误的是（AD） A、带相反电荷离子之间的相互吸引 称为离子键
B、金属元素与非金属元素化合时， 不一定形成离子键
C、某元素的原子最外层只有1个电 子,它跟卤素相互结合时所形成的 化学键不一定是离子键
NaC晶l体、中Cs正C负l都离子是的同的一半主径比族(的r+/氯r-化)是决 定物离,子且晶都体是结构AB的型重，要为因素什,么简称它几们何的因素。 一大配 C般,s配位C决位l定数的数配越却是位多不8数). 相?的多同少呢:正(N负a离Cl子的的是半6径,比越
CaF2 (萤石)型晶胞（1）立方晶系，面
NaCl晶胞
图3—27
CsCl晶胞
① 在NaCl晶体中，与Na+(Cl-)等距离且最 近的Cl-(Na+)有几个？
② 在CsCl晶体中，与Cs+(Cl-)等距离且最 近的Cl-(Cs+)有几个？
NaCl晶胞
图3—27
CsCl晶胞
我们来研究晶体中的配位数: 【在离子晶体中离子的配位数(缩写为 C.N.)是指一个离子周围最邻近的异电性 离子的数目】。
5、离子晶体不导电，为什么熔化后或溶于水 后能导电？提示:是否有自由移动的带电微粒.
主要考查: 概念、结构、性质(物理性质)
离子晶体种类繁多,结构多样 4、几种常见的离子晶体的晶胞结构：
(1)氯化钠型晶胞
Na+ Cl-
钠离子和氯离子在晶胞中的位置：
氯离子：体心和棱中点; 钠离子：面心和顶点.
或者反之;交错排列
4、离子晶体
第 一 课 时
回顾：三种晶体结构与性质的比较
晶体类型 概念
作用力 构成微粒
原子晶体
分子晶体 金属晶体
相邻原子之间以共价 键相结合而成具有空 间网状结构的晶体
分子间以范德 华力相结合而 成的晶体
通过金属键 形成的晶体
共价键
范德华力 金属键
原子
分子
金属阳离子 和自由电子
物 熔沸点 理 硬度 性 质 导电性