高中化学选修3 第三章 晶体结构与性质 第四节：离子晶体

（A）1:3:1 （B） 2:3:1 （C）2:2:1 （D）1:3:3
立方晶胞顶点粒子为8个晶胞共有
棱上粒子为4个晶胞共有 面上粒子为2个晶胞共有
A:B:C = 1/8×8 : 1/2×6 : 1 = 1 : 3 : 1
练习 5 某物质的晶体中含A、B、C三种元素， 其排列方式如图，则该离子晶体的化学式是 (AB3C)
（5）配位数：离子晶体中离子的配位数是指一个离 子周围最邻近的异电性离子的数目
(4) 导电性 固态不导电,水溶液或者熔融状态下能导电。
（1）NaCl晶体中离子的配位数
3 1 6 1 2 5 4 3 6 2
5
4
这几个Na+在空间 构成的几何构型 为 正八面体 。
可见：在NaCl晶体中，钠离子、氯离子按一定的规律在空间排列成 立方体。每个钠离子周围同时吸引着6个氯离子，每个氯离子也同 时吸引着6个钠离子。每个Na+周围距离最近的Na+有 12 个
氯化钠晶体结构
6
4 1 3 5 2
TO目录 TO模型
思考： 与一个钠离 子相邻最近 且距离相等 的氯离子有 多少个？距 离是多少？ （图示距离 为 a）
a
氯化钠晶体结构
11 5 9 2 8
TO目录 TO模型
思考： 与一个钠离 子相邻最近 且距离相等 的钠离子有 多少个？距 离是多少？ （图示距离 为 a）
特殊： AlCl3、NH4Cl等
常见的离子晶体：强碱、部分金属氧化物、绝大 部分盐类。
讨论一：
NaCl晶体不导电，但在熔融状态或水溶液时能 导电？ 1、当晶体受热熔化时，由于温度的升高，离 子的运动加快，克服了阴、阳离子间的引力，产 生了能自由移动的阴、阳离子，所以熔融的NaCl 能导电。 2、当晶体溶于水时，由于水分子的作用，使 Na+和Cl-之间的作用力减弱，NaCl成为能自由移 动的水合钠离子和水合氯离子，所以NaCl水溶液 能导电。
（4） CaF2型晶胞 F-
① 每个CaF2晶胞中含阴、阳离子： Ca2+为4、 F-为8 ②Ca2+的配位数：8
F- 的配位数： 4
Ca2+
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
分子晶体
原子晶体 金属晶体
晶
体
构成晶体的微粒（离子、原子、分子）
分类依据
微粒间的作用力
分子间作用力
常见晶体类型：离子晶体、分子晶体、原子晶体、 金属晶体
一、离 子 晶 体
1、定义： 离子间通过离子键结合而成的晶体 微粒间的作用力： 离子键 构成微粒： 离子 组成元素： 一般由典型金属元素和非金属元素组成
（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
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 ，电 和F－的个数之比____ 荷数之比_____ 2:1 ，Ca2＋配位 数是_____ 8 ，F－的配位数 是_______ 。 4
分析表3—8，分析晶格能的大小与离子晶体的熔点有什么关系？ 离子晶体的晶格能与哪些因素有关？
晶格能
（1）晶格能的大小与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比， （2）晶格能与阴、阳离子间的距离成反比。 晶格能越大，形成的离子晶体越稳定； （离子键越强）熔点越高；硬度越大。
q1 q2 r
小 结
晶体 类型 晶胞 类型
各类型离子晶体晶胞的比较
晶胞结构 示意图 配位数 距离最近 且相等的 相反离子 每个晶 胞含有 离子数 实例
NaCl 型 AB CsCl 型 ZnS型
Na+： 6
Na+： 6
Na+：4 Cl-： 4 Cs+： 1 Cl-：1
Cl-： 6 Cl-： 6 Cs+： 8 Cs+： 8 Cl-： 8 Cl-： 8
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。
科学视野 [阅读思考] 碳酸盐热分解的实质是什么？
表3-7的有关数值说明了什么？
组成碳酸盐中阳离子的金属的金属性越弱，金属阳离子 的半径越小，碳酸盐的热稳定性越差，反之越好。
(1)同主族金属，金属性越弱，稳定性越低； (2)热稳定性：ⅠA碳酸盐>ⅡA碳酸盐>过渡金属碳酸盐。 (3)热稳定性：M2CO3>MHCO3>H2CO3
二、晶格能
1、定义： 气态离子形成1mol离子晶体时释放的能量。
练习 3 某离子晶体的结构（局部如图），X位 于立方体的顶点，Y位于立方体的中心，则该晶 (XY2) 体的化学式是
X
Y
X : Y = 1/8×4 1 = 1 :2
:
练习4 某物质的晶体中，含A、B、C三种元素，其排 列方式如图所示（其中前后两面心上的B原子不能画
出）。晶体中的A、B、C的原子个数比依次为：
AB2
CaF2 型
1、下表列出了有关晶体的知识，其中错误的是（ A 晶体 硫化钾 B 干冰 C 金刚石
） D 碘
组成晶体的微粒 微粒价键
原子 共价键
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．NaCl、MgO、SiO2 D．NaCl、SiO2、MgO
A : B : C = 1/8×8 : = 1 : 3 : 1
12×1/4 : 1
第四节 离子晶体
第2课时
复习回顾：离子晶体
1、定义： 3、相互作用力：
2、成键粒子： 4、常见的离子晶体： 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 。硬而脆，无延展性 (3) 水溶性 一般易溶于水,而难溶于非极性溶剂。
① 钠离子和氯离子的位置：无单个分子存在；NaCl不表示分子式。
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： 均为4 ③ Na+ 与Cl- 的配位数：均为6
（2）氯化铯型晶胞
---Cs+ ---Cl①铯离子和氯离子的位置： 铯离子：体心；氯离子：顶点。或反之。
晶型代表：NaCl型 、 CsCl型
Na+ + Cl Na
Na+
Cl-
Na+
Cl Na+ Cl-
Na+ Na
Cl Cl +
Na
Na
Cl +
Na+
？在NaCl晶体中，每个Na+周围距离最近的Cl有 个？距离最近的Na+有 个？
（简单立方体）
ClNa+
可见：在NaCl晶体中，钠离 子、氯离子按一定的规律在 空间排列成立方体。每个钠 离子周围同时吸引着6个氯离 子，每个氯离子也同时吸引 着6个钠离子。每个Na+周围 距离最近的Na+有 12 个
4 a
3 10 7 12
1
6
晶胞的概念：
晶体中的最小重复单元。 重复的含义：通过上、下、左、右、前、后 的平移能与下一个最小单元（晶胞）重复。
(2) CsCl晶体 （体心立方体）
在CsCl晶体中，每个Cs+同时吸引( 8 )个Cl-, 每个Cl- 同时吸引( 8 )个Cs+。
讨论三：
NaCl和 CsCl是不是表示分子组成的的分子式？ 那么，它们表示的是什么？
科学探究
离子晶体 NaCl 阴离子的配位数 阳离子的配位数
6
CsCl
8
6 8
你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数？
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
配位数 半径比 4 0.2-0.4 6 0.4-0.7 8 0.7-1.0 CsCl
空间构型 ZnS NaCl ②电荷因素 ——晶体中正负离子的电荷比 ③键性因素——离子键的纯粹程度
讨论二：
为什么NaCl的熔沸点比CsCl高？
Na+ 与Cs+ 均带一个单位正电荷， 阴离子均为氯离子。 Na+半径比Cs+ 小 Na+与Cl- 的相互作用比Cs+与Cl- 的相互作用强 NaCl晶体中的离子键较强，
NaCl晶体的熔沸点较高。
一、离 子 晶 体
4.典型的晶体结构
(1)NaCl晶体
Cl Cl + + Na+ ClNa Na Cl + Cl + Na Cl-
一、离 子 晶 体
2、离子晶体的物理性质：
熔沸点较高，难压缩，难挥发，硬而脆； 固体不导电，水溶液或者熔融状态下一般均导电； 大多易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂。
熔点℃ NaCl CsCl 801
沸点℃ 1413
645
1290
一、离 子 晶 体