高中化学 第3章 晶体结构与性质 第4节 离子晶体课件 新人教版选修3

成 才 之 路 化 学路 漫 漫 其 修 远 兮 吾 将 上 下 而 求 索 人 教 版 选 修 晶 体 结 构 与 性 质第 三 章 第 四 节 离 子 晶 体 第 三 章 自 主 探 究 新 知 预 习2 预 习 自 测 初 试 牛 刀3 课 堂 探 究 疑 难 解 惑4 课 堂 达 标 夯 实 基 础5 视 点 拓 展 专 家 博 客6 课 时 作 业7情 境 呈 现 激 趣 入 题1 情 境 呈 现 激 趣 入 题 在我们周围广泛存在着离子化合物，常温下，许多离子化合物以晶体形态存在，如碳酸钙等。这些晶体是如何形成的？在这些晶体中，微粒又是怎样堆积的呢？依据前面研究金属晶体结构的方法，观察NaCl晶体，发现其中的微粒排布同样具有周期性，从中截取一个面心立方结构，就得到了NaCl晶体的晶胞。在NaCl中，每个Na周围分布有六个Cl，同样每个Cl周围分布有六个Na，那么，在一个晶胞中实际拥有的Na与Cl 各是多少个？ 自 主 探 究 新 知 预 习 一、离子晶体1结构特点：2决定晶体结构的因素：阳 离 子 阴 离 子 离 子 键 邻 近 异 电 性 半 径 比 (r /r ) 电 荷 比 离 子 键 3 常 见 的 离 子 晶 体 ：6 8 8 6 8 4 4.物 理 性 质 ：(1)硬 度 _， 难 于 压 缩 。(2)熔 点 和 沸 点 _。(3)固 体 不 导 电 ， 但 在 _中 能 导 电 。较 大 较 高 熔 融 状 态 或 水 溶 液 1 稳 定 高 大 预 习 自 测 初 试 牛 刀 答案：B解析：过氧化钠中有离子键和共价键；石墨和白磷中存在共价键和分子间作用力。 答案：D解析：“相互作用”既指静电引力，也指静电斥力，而且这种相互作用指相邻(直接相邻)的阴阳离子间的强烈相互作用。 答案：A解析：分子中含两个氢原子的酸不一定是二元酸，例如甲酸HCOOH；金属晶体中含有金属阳离子，但不是离子晶体；元素的非金属性越强，其单质的活泼性不一定越强。例如氮气。 答案：A解析：气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量称为晶格能。 课 堂 探 究 疑 难 解 惑 1.结 构 特 点 ：(1)离 子 晶 体 是 由 阳 离 子 和 阴 离 子 通 过 离 子 键 结 合 而 成 的 晶体 。 (2)离 子 晶 体 微 粒 之 间 的 作 用 力 是 离 子 键 。 由 于 静 电 作 用 没有 方 向 性 ， 故 离 子 键 没 有 方 向 性 。 只 要 条 件 允 许 ， 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 ， 故 离 子 键 也 没 有 饱 和 性 。 根 据 静 电 作 用 大 小 的影 响 因 素 可 知 ， 在 离 子 晶 体 中 阴 、 阳 离 子 半 径 越 小 ， 所 带 电 荷数 越 多 ， 离 子 键 越 强 。(3)离 子 晶 体 的 化 学 式 只 表 示 晶 体 中 阴 、 阳 离 子 的 个 数 比 ，而 不 是 表 示 其 分 子 组 成 。离子晶体的结构 2 常 见 离 子 晶 体 的 晶 胞 结 构 ： 方法技巧：解答该题时，一要利用“均摊法”，求得每个晶胞中所含离子的数目；二要根据晶体结构求得阴阳离子的配位数。同时也可联想NaCl晶体模型，利用熟悉的模型去解答有关问题。答案：A (2)下 面 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 _。 答案：(1)MNMN2MN2MN(2) 离子晶体的性质性 质 原 因熔沸点 离 子 晶 体 中 有 较 强 的 离 子 键 ， 熔 化 或 气 化 时 需 消 耗较 多 的 能 量 。 所 以 离 子 晶 体 有 较 高 的 熔 点 、 沸 点 和难 挥 发 性 。 通 常 情 况 下 。 同 种 类 型 的 离 子 晶 体 ， 离子 半 径 越 小 ， 离 子 键 越 强 ， 熔 、 沸 点 越 高硬 度 硬 而 脆 。 离 子 晶 体 表 现 出 较 高 的 硬 度 ： 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 性 质 原 因导电性 不 导 电 ， 但 熔 融 或 溶 于 水 后 能 导 电 。 离 子 晶 体中 ， 离 子 键 较 强 ， 阴 、 阳 离 子 不 能 自 由 移 动 ， 即晶 体 中 无 自 由 移 动 的 离 子 ， 因 此 离 子 晶 体 不 导电 。 当 升 高 温 度 时 ， 阴 、 阳 离 子 获 得 足 够 的 能 量克 服 了 离 子 间 的 相 互 作 用 力 ， 成 为 自 由 移 动 的 离子 ， 在 外 加 电 场 的 作 用 下 ， 离 子 定 向 移 动 而 导电 。 离 子 晶 体 溶 于 水 时 ， 阴 、 阳 离 子 受 到 水 分 子的 作 用 成 了 自 由 移 动 的 离 子 (或 水 合 离 子 )， 在 外 加电 场 的 作 用 下 ， 阴 、 阳 离 子 定 向 移 动 而 导 电 性 质 原 因溶解性 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 、 苯 、 CCl4)中 。 当 把 离 子 晶 体放 入 水 中 时 ， 水 分 子 对 离 子 晶 体 中 的 离 子 产 生 吸引 ， 使 离 子 晶 体 中 的 离 子 克 服 离 子 间 的 相 互 作 用力 而 离 开 晶 体 ， 变 成 在 水 中 自 由 移 动 的 离 子延展性 离 子 晶 体 中 阴 、 阳 离 子 交 替 出 现 ， 层 与 层 之 间 如果 滑 动 ， 同 性 离 子 相 邻 而 使 斥 力 增 大 导 致 不 稳定 ， 所 以 离 子 晶 体 无 延 展 性 答案：D解析：由表中所给的熔、沸点数据可知：SiCl4的熔、沸点最低，均低于100 ，为分子晶体；单质B的熔、沸点最高，高于2000 ，可能为原子晶体；AlCl3的沸点低于熔点，故可升华；NaCl的熔点高于MgCl2的熔点，表明NaCl中的离子键较难断裂，所以NaCl的键的强度比MgCl2大。 课 堂 达 标 夯 实 基 础 答案：D 解析：离子晶体具有较高的熔、沸点和较大的硬度，熔融状态下存在自由移动的离子，能导电。晶体中阴、阳离子个数比则各不相同，如氯化钠晶体中阴、阳离子个数比为1 1，氯化镁晶体中阴、阳离子个数比为2 1，等等。 答案：D解析：A、C明显错误；金属中的自由电子并不是在外加电场的作用下产生的，B项不正确。 解析：氧化钙和氯化钠都属于离子晶体，熔点的高低可根据晶格能的大小判断。晶格能的大小与离子所带电荷数多少、离子间距离、晶体结构类型等因素有关。氧化钙和氯化钠的离子间距离和晶体结构都类似，故晶格能主要由阴、阳离子所带电荷数的多少决定。 答案：A 解析：四种晶体的熔、沸点一般是原子晶体高，离子晶体较高，金属晶体高低相差较大，一般较高，但有些高于一些原子晶体(如钨)，有些低于一些分子晶体(如汞、钠等)，分子晶体熔点较低。四种晶体中，原子晶体一般不导电(硅为半导体)；分子晶体在固态和熔融态时不导电，溶于水时可能导电；金属晶体在固态和熔融态时均可导电；离子晶体在固态时不导电，但在熔融态和溶于水时可以导电。由此可以初步推断：A为离子晶体，B、C为分子晶体，D为金属晶体。 视 点 拓 展 专 家 博 客 纳 米 技 术诺贝尔物理学奖获得者，美国科学家费曼(R.P.Feynman)在1959年的美国物理学年会上发表底部有很大空间的演讲中曾预言：“至少依我看来，物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”这被公认为纳米科学技术思想的来源。1984年，德国萨尔兰大学的格莱特(H.Gleiter)在高真空的条件下将粒径为6 nm的铁粒子加压成形，烧结得到纳米量级的块状体，纳米材料由此得到迅速发展。1990年，纳米技术获得了重大突破。美国国际商用机器公司(IBM)阿尔马登研究中心的科学家成功地对单个的原子进行了重排。 他们使用扫描隧道显微镜慢慢地把35个氙原子移动到各自的位置，组成了IBM三个字母，而三个字母加起来还没有3 nm长。中国科学家利用原子力显微镜(AFM)技术“刻”下了世界上字号最小的唐诗。