选修3第三章第四节离子晶体(人教版)

2.下列各指定微粒的数目之比不是1:1的是（AD ）
A.Na2O2晶体中的阴离子和阳离子 B.NaHCO3晶体中的钠离子和碳酸氢根离子 C.1224Mg 2 离子中的质子和中子 D.NH4Cl溶液中铵根离子和氯离子
3. CaF2 晶体中正离子的配位数8,负离子的配
位数为 4 。 T位iO数2为晶体3中正。离子的配位数为6，负离子的配
晶体 的C.N. 的C.N. 的C.N.之
比
ZnS 4
4
1：1
r+/r-
r+/r -
0.225 0.2～0.4
NaCl 6
6
1：1 0.525 0.4～0.7
CsCl 8
8
1：1 0.934 0.7～1.0
CsF 12
12
1：1 1.256 ＞1.0
CaF2 4
8
1：2 0.752
4.离子晶体的物理性质
小结7：判断晶体类型的方法
1）依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断： 构成离子晶体的微粒是 离子 ，作用力是 离子键 ； 构成原子晶体的微粒是 原子 ，作用力是 共价键； 构成分子晶体的微粒是 分子，作用力是 分子间作用力。
2）依据物质的分类判断：
离子化合物是离子晶体；大多数非金属单质及其氢化物、 氧化物、含氧酸、有机物是分子晶体；几种特殊的非金属 单质、氧化物、化合物为原子晶体
2.部分非金 属化合物：
2.气态氢化物: H2O,NH3,CH4,HX
SiC SiO2、
BN晶体等
3.非金属氧化物: CO2, SO2, NO2（除SiO2外）
3.酸:H2SO4,HNO3
4.大多数有机物:乙醇，蔗糖 （有机盐除外）
小结6：晶体熔沸点高低的判断
物质的熔点与晶体类型的关系
1.若晶体类型不同，一般情况下： 一般：原子晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体（有例外） 。
随着离子电荷的增加或者核间距离的缩短晶格能增大。简 言之：晶格能大小与离子带电量成正比,与离子半径成反比
3.晶格能对离子晶体性质的影响:
晶格能越大，离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大 ， 晶格能也影响着“岩浆晶出”的次序，晶格能越大，岩浆 中的矿物越 易 结晶析出。
科学视野：岩浆晶出规则与晶格能
火山喷出的岩浆是一种复杂的混合物，冷却 时，许多矿物相继析出，简称“岩浆晶出”。
越大,配位数越多.
3.影响离子晶体配位数的因素
①几何因素：晶体中正负离子的半径比（重要因素）
②电荷因素：晶体中正负离子的电荷比（重要因素）
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：离子键的纯粹程度（不作要求）
参考资料：
阴、阳离子半径比与配位数的关系
离子 阴离子 阳离子 阴阳离子
（1）熔沸点：较高。
（2）硬度：较大，硬而脆难挥发难压缩。当晶 体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂， 导致晶体破碎。
（3）溶解性：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
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
CsCl 8
8
1:1
P79科学探究2：
1的阅还•结决素 一:1根离读阴有N物配C定。关论般asN据子阳 哪P位,CC离系决：晶a7且ll9表晶C离 些,子,定体数、 的影原l都3体、子?晶配中响却C是—因中配是sC体位正离5是不8Cs离位、A)结lC数负子什相B?都子数l表构阴的离型晶么配的同是3的阳多子体呢，—位比呢同重离少的中?6为数值是要子:的分(一离正的都什N否因配半析子a主负什是所么C素位径,配离你l族么1有,数比它的:位子能简1因的的的关(数们是的得称r素离氯比系+的半出的6几/。子化值,呢r因影径何-晶都?)素响比因请是体是
②CsCl 晶体
注意：哪个是NaCl晶胞？
阳离子配位数 8 阴离子配位数 8
小 的 是 晶 胞
每个晶胞中 Cl—有 1 个 Cs +有 1 个
---Cl+ ---Cs-
每个Cl— 周围最近且等距离的Cl—有 6 个 每个Cs+周围最近且等距离的Cs +有 6 个
小结2：氯化铯晶胞的结构特点：
① 每8个Cs+ 、8个 Cl- 各自构成一个立方体 （顶点），在每个立方体的中心有一个异种类 离子；
5.常见的离子化合物
通常包括强碱、大多数盐和活泼金属氧化物。
胆矾 CuSO4·5H2O
明矾 KAl(SO4)2·12H2O
莹石 CaF2
食盐 NaCl
2Na + Cl2 == 2NaCl
Na
+11
+17
Cl
Na+
+11
+17
Cl-
Na+ Cl-
一、离子晶体
1.离子晶体
概 念：由阳离子和阴离子通过离子键 结合而成的晶体叫做离子晶体
②阴、阳离子配位数分别为4和8，在空间构
成的几何构型为 正四面体。和立方体
③每个Ca2+ 周围最近的等距离的Ca2+ 有12个， 每个F- 周围最近的等距离的F- 有6个；
④不存在单个的CaF2分子，每个晶胞平均含 Ca2+和F-4个和8个。化学式CaF2仅表示该离子晶 体中阴、阳离子的个数比为2：1。
晶体粒子 阴、阳离子
粒子间作
用力
离子键
熔沸点 硬度
较高 较硬
原子
共价键 很高 很硬
分子
金属阳离子、 自由电子
分子间作用力 金属键 （氢键）
较低 一般较软
一般较高，少部分 低 ,一般较硬，少 部分软
溶解性
溶于水，难溶 于非极性溶剂
难溶解
相似相溶
难溶Βιβλιοθήκη 导电情况 固体不导电， 不导电
熔化或溶于
水导电
（除硅）
②阴、阳离子配位数均为 8 。 6 ③每个Cs+ 周围最近的等距离的Cs+ 有 个，
6 每个Cl- 周围最近的等距离的Cl- 有 个；
④不存在单个的CsCl分子，每个晶胞平均含Cs+ 和Cl-各1个。化学式CsCl仅表示该离子晶体中阴、
阳离子的个数比为 1：1 .
随堂练习:
已知CsCl晶体的密度为 ρg / cm3
第三章晶体结构与性质
2020年4月23日
学习目标
1.了解离子晶体的结构特点。 2.能根据离子晶体的结构特点解释其物 理性质。 3.了解晶格能的含义及其应用。
知识回顾：离子键
1.定义:使阴、阳离子结合成离子化合物的静电作 用。
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。 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。
• 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。阳离子周围可以尽可能多地吸 引阴离子，同样，阴离子周围可以尽可能 多地吸引阳离子。
2.常见离子晶体
强碱、多数金属氧化物、大部分盐类 ①NaCl 晶体
阴离子配位数 6
阳离子配位数 6
注意：哪个是NaCl晶胞？
BaCO3＞SrCO3＞CaCO3＞MgCO3
二、晶格能
1.定义： 气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量，通常取
正值 。
用来衡量离子键的强度（或拆开1mol离子晶体时使之形成
气态阴、阳离子所吸收的能量）。
例：Na+(g) + Cl－(g)→ NaCl (s)，U=786KJ/mol
2.晶格能的大小的影响因素
NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个 Cs
的核间距为a cm，如图所示，则CsCl的 相对分子质量可以表示为
NA·a3·ρ
③CaF2晶 体
阴离子配位数 4
阳离子配位数 8
CaF2晶胞
F- 、Ca2+的配位数为几？
F-的配 位数为4
Ca2+的配 位数为8
CaF2 晶胞
Ca2+ F-
Ca2+配位数：8 空间构型：立方体
组成微粒：阴阳 无分子式 离子 化学式表示离子最简整数比
粒子间作用力：离子键 配位数（缩写为C.N.） 一个离子周围最邻近的异电性离子的数目
资料：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。
岩浆晶出与晶格能的大小有关。矿物从岩浆 中先后析出规律称为岩浆晶出规则，是由美国矿 物学家鲍文在1922年首先提出的。晶体从岩浆析 晶难易不仅与岩浆的组成有关，而且与晶格能有 关：晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩浆冷 却过程中先析出。鲍文因此被推崇为实验地质学 的先驱。
小结4：四种晶体的比较
晶体类型 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体
思考：NaCl与KCl，NaCl与MgCl2哪一个
晶格能更大？ 【提示】 r(Na＋)<r(K＋)，所以NaCl的晶格 能大于KCl；Na＋所带的电荷数少于Mg2＋且 r(Na＋)>r(Mg2＋)，所以MgCl2的晶格能大于 NaCl。
例题讲解