选修三 专题三 离子键、离子晶体

专题三 第二单元 离子键 离子晶体化学键：分子或晶体中，相邻原子或离子间的强烈相互作用。按作用力不同，化学键可分为： 离子键 化学键 金属键 共价键 共价键 配位键 离子晶体 晶体 原子晶体 (按晶格内部微粒 分子晶体间作用力分） 金属晶体【离子键】 一、离子键的形成 电负性相差大(1.7)的两原子接近时（金属、非金属），电子由电负性小的元素转移给电负性大的元素，形成阳、阴离子后，二者通过静电作用力（吸引 排斥）形成的化学键。 二、离子键的特点 无饱和性、无方向性。【离子晶体】 晶体：一般有整齐规则的几何外形，固定的熔点，具有各向异固体 性（某些物理性质在不同方向上不同）。 非晶体：无固定的几何外形，无固定的熔点，无各向异性。一、晶格和晶胞 晶格：将构成晶体的微观粒子(离子、原子、分子)抽象成一个点，由这些点按一定规则组成的几何构型称为晶格。 微粒 作用力 晶体特性 离子晶体：阴阳离子 离子键 熔沸点高，硬脆导电 晶体 原子晶体：原子 共价键 熔点高硬度大导电差 (按晶格内部微粒 分子晶体：分子 范力氢键 熔沸点低，硬度小间作用力分） 金属晶体：原子阳离子 金属键 熔沸点、硬度不一 有可塑性及金属光泽，导电好 晶胞：晶格中能表达晶体结构的一切特征的最小结构单元叫晶胞。 晶胞的类型有：CsCl晶体 NaCl晶体 ZnS晶体二、离子晶体的特征1. 阴阳离子间的静电作用较强，破坏需要较大的能量熔沸点高，硬度较大。Z*，r，静电作用力。2. 离子晶体受外力作用时，各层晶格格点上的离子发生位移，使异号离子相间排列的稳定状态转变为同号离子相邻的排斥状态较脆。3. 离子晶体中阴阳离子被限制在晶格格点上振动，不能自由移动离子晶体不导电。熔融或溶于水时可导电。三、离子晶体的类型 因阳、阴离子在空间的排列方式不同，空间结构也不同。AB型离子晶体常见的有CsCl晶体、NaCl晶体、ZnS晶体三种类型。1. CsCl型晶体： 每个Cl-被8个Cs+包围。Cs+，Cl-的配位数均为8，Cs+，Cl-的个数比为1：1。配位数：晶体中与任一质点相邻最近的质点数目。2. NaCl型晶体： NaCl晶体为AB型晶体中最常见的晶体构型。晶胞是正立方体。 每个NaCl晶胞中含Na+、Cl-的数目分别为： N（Na+）= 1+12 = 4N（Cl-）= 8+ 6= 4 在NaCl晶体中，每个Na+被6个Cl-包围，同时每个Cl-被6个Na+包围。 Na+和Cl-的个数比为1：1。3. ZnS型晶体： 一个晶胞中S2-的数目是：N（S2-）= 8+ 6= 4每个Zn2+被4个S2-包围，同时每个S2-也被4个Zn2+包围。Zn2+、S2-的配位数为4，个数比为1：1。练习1一、选择题1下列物物质中，可证明某晶体是离子晶体的是 （ ）A易溶于水 B晶体不导电，熔化时能导电C熔点较高 D晶体不导电，水溶液能导电2下列叙述正确的是 （ ） A含有非金属元素的离子一定都是阴离子 B分子晶体中也可能含有离子键 C含有离子键的晶体一定是离子晶体 D含有金属元素的离子一定是阳离子3含有共价键的离子晶体是 （ ）（双选）AMgCl2 BNaOH CH2S D(NH4)2S4某主族元素A的外围电子排布式为ns1，另一主族元素B的外围电子排布为ns2np4，则两者形成的离子化合物的化学式可能为 （ ）（双选）AAB BA2B CA2B2 DA2B35下列说法中不正确的是 （ ）A在共价化合物中也可能含有离子键 B非金属元素之间形成的化学键不一定是共价键C含有共价键的化合物不一定是共价化合物D含有离子键的化合物一定是离子化合物6Na3N与NaH均为离子化合物，都能与水反应放出气体。下列有关叙述正确的是（ ）（双选）A二者中Na+半径都比阴离子大B与水反应时，水都作氧化剂C与水反应所得溶液均能使酚酞试液变红D二者与盐酸反应，前者可产生两种盐，后者只有一种盐生成7下面有关离子晶体的叙述中，不正确的是 （ ）A1mol氯化钠中有NA个NaCl分子B氯化钠晶体中，每个Na+周围距离相等的Cl-共有6个C氯化铯晶体中，每个Cs+周围紧邻8个Cl-D平均每个NaCl晶胞中有4个Na+、4个Cl-8NaF、NaI、MgO均为离子化合物，根据下列数据，这三种化合物的熔点高低顺序（ ）物质NaFNaIMgO离子电荷数112键长(10-10 m)2.313.182.10A B C D9某离子化合物的晶胞如右图所示，阳离子位于此晶胞的中心，阴离子位于8个顶点，该离子化合物中，阴、阳离子个数比是 （ ）A1:8 B1:4 C1:2 D1:110高温下，超氧化钾（KO2）晶体呈立方体结构。下图为超氧化钾晶体的一个晶胞。则下列说法正确的 （ ）A晶体中与每个K+距离最近的K+有12个B晶体中每个K+周围有8个O2-，每个O2-周围有8个K+C超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有1个K+和1个O2-DKO2中只存在离子键二、填空题11（1）下列热化学方程中，能直接表示出氯化钠晶体晶格能的是_ANa+(g)+Cl-(g)=NaCl(s)；H BNa(s)+1/2 Cl2(g)=NaCl(s)；H1CNa(s)=Na(g)；H2 DNa(g)e-=Na+(g)；H3E1/2Cl2(g)=Cl(g)；H4 FCl(g)+e-=Cl-(g)；H5（2）写出H1与H、H2、H3、H4、H5之间的关系式_12如图，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中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Na+的圆圈涂黑，以完成NaCl晶体结构示意图。（2）晶体中，在每个Na+的周围与它最接近的且距离相等的Na+共有_个。（3）完美的NiO（氧化镍）晶体的结构与NaCl相同，但天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在如右图所示的缺陷：一个Ni2空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O，则该晶体中Ni3与Ni2的离子数之比为_13（1）某种钾的氧化物(氧化钾、过氧化钾或超氧化钾中的一种)的晶胞如图所示(每个黑点或白空点都表示一个阴、阳离子)。则该氧化物的化学式为_。（2）如果将1 mol该晶胞完全转化变成相应的气态离子需吸收的能量 为b kJ， 则该晶体的晶格能为_。（3）如果将上图中的白点去掉并将黑球换成相应的原子，可以得到 铜的晶胞，它们的配位数均为 。14下列是部分金属元素的电离能XYZ第一电离能(kJ/mol)520.2495.8418.8（1）已知X、Y、Z的价层电子构型为ns1，则三种金属的氯化物（RCl） 的熔点由低到高的顺序为_。（2）RCl用作有机机合成催化剂，并用于颜料，防腐等工业。R+中所有电子正好充满K、L、M 三个电子层，它与Cl-形成的晶体结构如图所示。元素R基态原子的电子排布式_，与同一个Cl-相连的R+有_个。练习1参考答案1-5 B C BD BC A 6-10 CD A B D A11（1）A （2）H1=H+H2+H3+H4+H512（1） （2）12 （3）6:9113（1）KO2 （2） kJmol-1（3）1214（1）ZClYClNaClBaOCaOBNaClKClCaOBaOCCaOBaONaClKClDCaOBaOKClNaCl6下列物质中,导电性能最差的是 （ ）A熔融氢氧化钠B石墨棒C盐酸溶液D固态氯化钠8含有共价键的离子晶体是（ ）AMgCl2 BNaOH CH2S D(NH4)2S9离子晶体一般不具有的特征是（ ）A熔点较高，硬度较大 B易溶于水而难溶于有机溶剂C固体时不能导电 D离子间距离较大，其密度较小10下列物物质中，可证明某晶体是离子晶体的是（ ）A易溶于水 B晶体不导电，熔化时能导电C熔点较高 D晶体不导电，水溶液能导电11同主族元素所形成的同一类型的化合物，其结构和性质往往相似，化合物PH4I是一种无色晶体，下列对它的描述中不正确的是（ ）A在加热时此化合物可以分解B它是一种离子化合物C这种化合物不能跟强碱发生化学反应D该化合物在一定条件下由PH3，与HI化合而成12构成离子晶体的粒子是 ，粒子之间的相互作用是，这些粒子在晶体中(能或不能)自由移动，所以离子晶体 (能或不能)导电，离子晶体中的配位数是指_.13._是决定离子晶体结构的重要因素.此外, 离子晶体的结构还取决于_.14晶体具有规则的几何外形，晶体中最基本的重复单元称为晶胞。NaCl晶体结构如图所示。已知FexO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值小于1。测知FexO晶体密度为5.71g/cm3，晶胞边长为4.281010m。（铁相对原子质量为55.9，氧相对原子质量为16）求：（1）FexO中x值（精确至0.01）为_。（2）晶体中的Fe分别为Fe2、Fe3，在Fe2和Fe3的总数中，Fe2所占分数（用小数表示，精确至0.001）为_。（3）此晶体化学式为_。（4）Fe在此晶体中占据空隙的几何形状是_（即与O2距离最近且等距离的铁离子围成的空间形状）。（5）在晶体中，铁元素的离子间最短距离为_m。练习2参考答案1A 2B 3B 4A 5C 6D 7C 8BD 9D 10B 11C 12、阴阳离子、离子键、不能、不能、一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。13、几何因素、电荷因素。14（1）0.92 （2）0.826 （3）19FeO2Fe2O3 （4）正八面体 （5）3.031010 6 / 6