选修三第三章第三节离子晶体

选修三第三章第三节金属晶体
（共1课时）
教学目标
1.了解典型离子晶体的结构特征，了解离子晶体配位数及其影响因素。

2.能说明离子键的形成，能根据离子晶体的结构特征解释其物理性质。

3.了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。

课前复习
一、离子键的形成
1. 概念：_______________间通过____________形成的化学键叫做离子键。

2. 形成：在离子化合物中，阴、阳离子之间的_____________使阴、阳离子相互吸引
阴离子的核外电子与阳离子的核外电子之间、阴离子的原子核与阳离子的原子核之间的____________使阴、阳离子相互排斥。

当阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力达到__________时，阴、阳离子保持一定的平衡核间距，形成稳定的____________，整个体系达到______________状态。

3. 根据元素的金属性和非金属性差异，金属性较强的金属原子与非金属性较强的非金属原子间易形成离子键。

例如，ⅠA、ⅡA族元素与ⅥA、ⅦA族元素易形成离子键。

4. 离子键的特点：离子键没有_________性和__________性。

5.存在：离子键只存在于离子化合物中。

强碱、活泼金属氧化物、大多数盐类是离子化合物。

想一想 1.离子晶体一定含离子键，一定不含共价键吗？
教学过程
一、离子晶体
1.概念
离子晶体是由_______和_______通过______结合而成的晶体。

2.决定晶体结构的因素
(1)几何因素：晶体中正负离子的_______。

(2)电荷因素：晶体中正负离子的_______。

(3)键性因素：离子键的纯粹程度。

3.物理性质
在离子晶体中，由于离子间存在着较强的离子键，使离子晶体的硬度_____、难于压缩;具有_____的熔点和沸点,难溶于有机溶剂。

二、晶格能
1.概念：离子晶体的晶格能是指__________形成1摩离子晶体_____的能量,通常取_____,单位为 __________。

2.晶格能对离子晶体性质的影响：晶格能是最能反映离子晶体________的数据。

晶格能越大，形成的离子晶体越______，而且熔点_____，硬度______。

想一想
2．NaCl与KCl，NaCl与MgCl2哪一个晶格能更大？
自主体验
1.(2012·哈尔滨高二质检)离子晶体不可能具有的性质是( )
A．较高的熔、沸点B．良好的导电性
C．硬度大 D．溶于四氯化碳
2.下列物质中，含有共价键的离子晶体是
( )
A．NaCl B．SiO2
C．KOH D．I2
3.下列有关晶格能的叙述中,不正确的是( )
A．最能反映离子晶体稳定性的数据是晶格能
B．晶格能越大，则离子晶体越稳定
C．晶格能越大，则离子晶体的硬度越小
D．晶格能越大，则离子晶体的熔点越高
三离子晶体常见类型
(1)NaCl型晶体结构模型
①Na＋的配位数是6：每个Na＋周围同时吸引着最近且等距离的Cl－是6个(上、下、左、右、前、后)，构成正八面体；同样，Cl－的配位数也是6：每个Cl－周围同时吸引着最近且等距离的Na＋是6个，构成正八面体。

由此可推知该晶体的化学式为NaCl。

②每个Na＋周围与它最近且等距离的Na＋有12个(上层4个，同层4个，下层4个),同样,每个Cl－周围与它最近且等距离的Cl－也有12个。

③每个晶胞中平均含有Na＋的数目是1＋12×1/4＝4,Cl－的数目是8×1/8＋6×1/2＝4,由此亦可推知该晶体的化学式为NaCl。

(2)CsCl型晶体结构模型
①Cs＋的配位数是8：每个Cs＋周围同时吸引着最近且等距离的Cl－是8个，构成正六面体；同样,Cl－的配位数也是8：每个Cl－周围同时吸引着最近且等距离的Cs＋是8个，构成正六面体。

由此可推知该晶体的化学式为CsCl。

②每个Cs＋周围与它最近且等距离的Cs＋有6个(上、下、左、右、前、后)，构成正八面体；
同样，每个Cl－周围与它最近且等距离的Cl－也有6个，构成正八面体。

③每个晶胞中平均含有Cs＋的数目是8×1/8＝1，Cl－的数目也是1，由此亦可推知该晶体的化学式为CsCl。

(3)CaF2型晶体结构模型
①Ca2＋的配位数是8：每个Ca2＋周围同时吸引着最近且等距离的F－是8个，构成正六面体；F－的配位数也是4：每个F－周围同时吸引着最近且等距离的Ca2＋是4个，构成正四面体。

由此可推知该晶体的化学式为CaF2。

②每个 Ca2＋周围与它最近且等距离的Ca2＋有12个,每个F－周围
与它最近且等距离的F－有6个。

③ Ca2＋处于晶胞的顶点和面上，F－处于晶胞体内。

每个晶胞中平
均含有Ca2＋的数目是8×1/8＋6×1/2＝4，F－的数目是1×8＝8，
此亦可推知该晶体的化学式为CaF2。

特别提醒
1.离子晶体中不存在分子，化学式仅表示晶体中阴、阳离子个数比的最简式。

如：在NaCl 和CsCl晶体中，都不存在单个的NaCl和CsCl分子。

而Na2O2的阴离子为，阳离子为Na+，故晶体中阴、阳离子的个数比为1∶2，而不是1∶1。

2.属于NaCl型的离子晶体还有KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、CaS等；属于CsCl型的离子晶体还有CsBr 、CsI、 NH4Cl等。

自主体验
1.下列关于氯化铯晶体的叙述中，不正确的是( )
A.1 mol氯化铯中有NA个CsCl分子
B.氯化铯晶体中，每个Cs＋周围与它最近且等距离的Cs＋有6个
C.氯化铯晶体中，Cs+和Cl-的配位数都是8
D.每个晶胞中平均含有1个Cs+和1个Cl-
2.如图是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图,其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是( )
A．(1)和(3) B．(2)和(3)
C．(1)和(4) D．只有(4)
当堂反馈
1.下列性质适合于离子晶体的是( )
①熔点1070 ℃，易溶于水，水溶液能导电②熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液导电
③熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃，能溶于CS2 ④熔点97.81 ℃,质软，导电，密度0.97 g·cm－3 ⑤熔点－218 ℃，难溶于水⑥熔点3900 ℃，硬度很大，不导电
⑦难溶于水，固态时导电，升温时导电能力减弱⑧难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电A．①⑧ B．②③⑥
C．①④⑦ D．②⑤
2. 含有非极性键和离子键的晶体是( )
A．N2B．Na2O2
C．金刚石D．NH4Cl
3.下列性质中，可以较充分地说明某晶体是离子晶体的是( )
A．具有较高的熔点
B．可溶于水
C．固态不导电，熔融状态能导电
D．固态不导电，水溶液能导电
4.(2012·青岛高二调研)根据下列性质判断，属于离子晶体的物质是( )
A．熔点2700 ℃，导电性好，延展性强
B．无色晶体，熔点3550 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂
C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃，熔化时能导电
D．熔点－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电
4.已知三种氟化物的晶格能。

化学式NaF MgF2AlF3
晶格能/ kJ·mol－1923 2957 5492
这三种氟化物的晶格能递变的原因是
________________________________________________________________________。

6.(2012·中山高二检测)如图表示NaCl晶胞，直线交点处的圆圈为Na＋或Cl－所处的位置。

这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。

(1)请将其中代表Cl－的圆圈涂黑(不必考虑体积大小)，以完成NaCl晶胞示意图。

(2)晶体中，在每个Na＋的周围与它最接近且距离相等的Na＋共有________个。

(3)在NaCl晶胞中正六面体的顶角上、面上、棱上的Na＋或Cl－为该晶胞与其相邻的晶胞所
共有，一个晶胞中Cl－的个数等于________，即________(填计算式)；Na＋的个数等于
________，即________(填计算式)。