离子晶体(优质课)ppt课件

4 4、离子晶体、离子晶体 4、离子晶体、离子晶体 晶体结构与性质第三章第四节晶体结构与性质第三章第四节知识回顾：知识回顾：离子键离子键2.2.成键的微粒：成键的微粒：阴阴,阳离子。阳离子。3.3.成键的本质成键的本质:阴阳离子间的静电作用。阴阳离子间的静电作用。4.4.成键的条件成键的条件:活泼金属元素的原子和活泼的非金活泼金属元素的原子和活泼的非金属元素的原子。属元素的原子。1.1.定义定义:使阴、阳离子结合成离子化合物的静电作用。使阴、阳离子结合成离子化合物的静电作用。使阴、阳离子结合成离子化合物的静电作用。使阴、阳离子结合成离子化合物的静电作用。(1).(1).活泼的金属元素活泼的金属元素(IA,IIA)(IA,IIA)和和活泼的非金属元素活泼的非金属元素(VIA(VIA、VIIAVIIA）形成的化合物。）形成的化合物。(2).(2).活泼的金属元素活泼的金属元素和和酸根离子酸根离子（或氢氧根离子）形成（或氢氧根离子）形成的化合物。的化合物。5.5.常见的离子化合物常见的离子化合物(4).(4).从物质类别的角度来说从物质类别的角度来说,离子化合物通常包括离子化合物通常包括强碱强碱、大多数盐大多数盐和和活泼金属氧化物。活泼金属氧化物。(3).(3).铵根和酸根离子（铵根和酸根离子（或活泼非金属元素离子或活泼非金属元素离子）形成的盐。）形成的盐。知识回顾：离子键知识回顾：离子键2.成键的微粒：阴成键的微粒：阴,阳离子。阳离子。3.成键的本质成键的本质:6.6.离子键的特征离子键的特征没有方向性没有方向性:阴阳离子是球形对称的阴阳离子是球形对称的,电荷电荷的分布也是球形对称的的分布也是球形对称的,它们在空间各个方它们在空间各个方向上的静电作用相同向上的静电作用相同,都可以和带不同电荷都可以和带不同电荷的离子发生作用。的离子发生作用。没有饱和性没有饱和性:在静电作用能达到的范围内在静电作用能达到的范围内,只要空间条件允许只要空间条件允许,一个离子可以多个离子一个离子可以多个离子发生作用。发生作用。6.离子键的特征没有方向性离子键的特征没有方向性:阴阳离子是球形对称的阴阳离子是球形对称的,电荷的分布电荷的分布 重晶石重晶石 BaSO4莹石莹石 CaF2 胆矾胆矾 CuSO45H2O明矾明矾 KAl(SO4)212H2O 重晶石重晶石 BaSO4莹石莹石 CaF2 胆矾胆矾 CuSO41、定义：、定义：2、结构特点：、结构特点：(1)成键粒子：成键粒子：(2)相互作用力：相互作用力：强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。NaClNaCl晶体晶体NaNa+ClCl-由阳离子和阴离子通过离由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。子键结合而成的晶体。阴、阳离子阴、阳离子离子键离子键一、离子晶体一、离子晶体u常见的离子晶体：常见的离子晶体：无单个分子存在无单个分子存在;NaCl不表示分子式。不表示分子式。u有无单个分子存在有无单个分子存在?1、定义：强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。、定义：强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。NaCl晶体晶体N(2)硬度硬度 。3、离子晶体物理性质的特点、离子晶体物理性质的特点：(1)熔沸点熔沸点 ,难挥发难压缩。难挥发难压缩。较高较高较大较大(3)水溶性水溶性(4)导电性导电性 阅读课本阅读课本P79最后一段最后一段,结结合氯化钠晶体的结构合氯化钠晶体的结构,你认为你认为离子晶体物理性质离子晶体物理性质有何特点有何特点?离子电荷越多离子电荷越多,核间距离越小核间距离越小,熔沸点升高。熔沸点升高。一般易溶于水一般易溶于水,而难溶于非极性溶剂。而难溶于非极性溶剂。固态不导电固态不导电,水溶液或者熔融状态下能导电。水溶液或者熔融状态下能导电。(2)硬度硬度 。3、离子晶体物、离子晶体物钠离子和氯离子在晶胞中的位置：钠离子和氯离子在晶胞中的位置：4 4、几种常见的离子晶体的晶胞结构：、几种常见的离子晶体的晶胞结构：(1)(1)氯化钠型晶胞氯化钠型晶胞氯离子：体心和棱中点氯离子：体心和棱中点;钠离子：面心和顶点钠离子：面心和顶点.离子晶体种类繁多离子晶体种类繁多,结构多样结构多样NaNa+ClCl-或者反之或者反之;交错排列交错排列钠离子和氯离子在晶胞中的位置：钠离子和氯离子在晶胞中的位置：4、几种常见的离子晶体的晶胞结、几种常见的离子晶体的晶胞结计算方法：均摊法计算方法：均摊法顶点占顶点占1/81/8；棱占；棱占1/41/4；面心占；面心占1/21/2；体心占；体心占1 1每个每个NaClNaCl晶胞含晶胞含NaNa+、ClCl-的个数的个数?Na+:Cl-:NaNa+ClCl-计算方法：均摊法每个计算方法：均摊法每个NaCl晶胞含晶胞含Na+、Cl-的个数的个数?Na（2 2）CsClCsCl晶胞晶胞铯离子和氯离子的位置？铯离子和氯离子的位置？铯离子：铯离子：氯离子：氯离子：每个晶胞含铯离子、氯离每个晶胞含铯离子、氯离子的个数？子的个数？铯离子：铯离子：氯离子：氯离子：或者反之或者反之1个；个；1个。个。体心体心顶点顶点ClCl-CsCs+（2）CsCl晶胞铯离子和氯离子的位置？铯离子：每个晶胞含铯晶胞铯离子和氯离子的位置？铯离子：每个晶胞含铯NaCl NaCl 和和 CsCl CsCl 晶胞晶胞配位数配位数:离子晶体中离子晶体中,一个离子周围最邻一个离子周围最邻近的近的异电性异电性离子的数目。缩写为离子的数目。缩写为C.N.C.N.。NaCl 和和 CsCl 晶胞配位数晶胞配位数:离子晶体中离子晶体中,一个离子一个离子离子离子晶体晶体阴离子的阴离子的配位数配位数阳离子的阳离子的配位数配位数阴阳离子配阴阳离子配位数的比值位数的比值NaClNaClCsClCsClP P7878科学探究科学探究1 1：找出找出NaClNaCl、CsClCsCl两种离子晶体中阳离子和阴两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等？离子的配位数，它们是否相等？离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数阴阳离子配位数的比值离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数阴阳离子配位数的比值NaNaClNaCl晶体中阴、阳离子的配位数晶体中阴、阳离子的配位数NaNa+的配位数为：的配位数为：ClCl-的配位数为：的配位数为：66NaCl晶体中阴、阳离子的配位数晶体中阴、阳离子的配位数Na+的配位数为：的配位数为：Cl-的配的配NaNa+ClCl-3 31 15 56 62 24 41 15 54 42 23 36 6每个每个ClCl-周围周围与之与之最接近最接近且且距离相等的距离相等的NaNa+共有共有 个。个。6 6这几个这几个NaNa+在空间在空间构成的几何构型构成的几何构型为为 。正八面体正八面体NaClNaCl晶体中离子的晶体中离子的配位数配位数Na+Cl-315624154236每个每个Cl-周围与之最接周围与之最接-Cs+-Cl-CsClCsCl的晶体结构及晶胞构示意图的晶体结构及晶胞构示意图CsCs+的配位数为：的配位数为：ClCl-的配位数为：的配位数为：88-Cs+-Cl-CsCl 的晶体结构及晶胞构示意图的晶体结构及晶胞构示意图Cs 在氯化铯晶体中在氯化铯晶体中，每个每个Cl-(或或Cs+)周围与之最接近周围与之最接近且距离相等的且距离相等的Cs+(或或Cl-)共有共有 ；这几个这几个Cs+(或或Cl-)在空间构成的几何构型为在空间构成的几何构型为 ；在每个在每个Cs+周围距离相等且最近的周围距离相等且最近的Cs+共有共有 ；这几个这几个Cs+(或或Cl-)在空间构成的几何构型为在空间构成的几何构型为 ；CsCl晶体晶体8 8个个立方体立方体6 6 个个正八面体正八面体 在氯化铯晶体中，每个在氯化铯晶体中，每个Cl-(或或Cs+)周围与之最接近且周围与之最接近且离子离子晶体晶体阴离子的阴离子的配位数配位数阳离子的阳离子的配位数配位数阴阳离子配阴阳离子配位数的比值位数的比值NaClNaClCsClCsCl6 66 61:11:18 88 81:11:1科学探究科学探究1 1：找出找出NaClNaCl、CsClCsCl两种离子晶体中阳离子和阴两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等？离子的配位数，它们是否相等？离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数阴阳离子配位数的比值离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数阴阳离子配位数的比值Na3.CaF3.CaF2 2(萤石萤石)型晶胞型晶胞CaCa2+2+的配位数的配位数:F F-的配位数的配位数:（1）立方晶系，）立方晶系，面心面心立方晶胞。立方晶胞。（2）Ca2+立方最密立方最密堆积，堆积，F-填充在全部填充在全部 四面体空隙中。四面体空隙中。（3）配位数）配位数4个个Ca2+和和8个个F-CaFCaF2 2晶体中晶体中CaCa2+2+和和F F-的位置关系如何的位置关系如何?一一个个CaFCaF2 2晶胞中含晶胞中含CaCa2+2+、F F-个数是多少个数是多少?843.CaF2(萤石萤石)型晶胞型晶胞Ca2+的配位数的配位数:F-的配位的配位(4)ZnS(4)ZnS型晶胞型晶胞阳离子的配位数：阳离子的配位数：阴离子的配位数：阴离子的配位数：一个一个ZnSZnS晶胞中含：晶胞中含：4 44 44 4个阳离子和个阳离子和4 4个阴离子个阴离子(4)ZnS型晶胞型晶胞阳离子的配位数：阳离子的配位数：阴离子的配位数：阴离子的配位数：一个一个科学探究：科学探究：你认为是什么因素决定了离子晶体中离子你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数？根据表的配位数？根据表3 35 5、表、表3 36 6分析影响分析影响离子晶体中离子配位数的因素。离子晶体中离子配位数的因素。配位数配位数4 46 68 8半径比半径比0.20.2 0.40.40.40.4 0.70.70.70.7 1.01.0空间构型空间构型ZnSZnSNaClNaClCsClCsCl科学探究：你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数？根据科学探究：你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数？根据P P7979科学探究科学探究2 2：根据表根据表3 35 5、表、表3 36 6分析分析,你能得出影响离你能得出影响离子晶体中离子配位数的什么因素。子晶体中离子配位数的什么因素。结论：结论：晶体中晶体中正负离子的的半径比正负离子的的半径比(r+/r-)(r+/r-)是决是决定离子晶体结构的重要因素定离子晶体结构的重要因素,简称简称几何因素几何因素。一般决定配位数的多少一般决定配位数的多少:正负离子的半径比越正负离子的半径比越大大,配位数越多配位数越多.NaClNaCl、CsClCsCl阴阳离子配位数的比值都是阴阳离子配位数的比值都是1:11:1关系关系,原因是什么呢原因是什么呢?是否所有的离子晶体的阴阳是否所有的离子晶体的阴阳离子配位数的比值都是离子配位数的比值都是1:11:1关系呢关系呢?请阅读请阅读P P7979,影影响离子晶体中离子配位数的因素还有哪些响离子晶体中离子配位数的因素还有哪些?P79科学探究科学探究2：根据表：根据表35、表、表36分析分析,你能得出影响离你能得出影响离5 5、决定离子晶体结构的因素、决定离子晶体结构的因素（1）几何因素）几何因素 （2）电荷因素）电荷因素 （3）键性因素）键性因素晶体中正负离子的半径比晶体中正负离子的半径比.晶体中正负离子的电荷比晶体中正负离子的电荷比.离子键的纯粹因素离子键的纯粹因素一般决定配位数的多少一般决定配位数的多少:正负离子的半正负离子的半径比越大径比越大,配位数越多配位数越多.正负离子电荷比正负离子电荷比=正负离子的配位数比正负离子的配位数比 =正负离子的数目反比正负离子的数目反比5、决定离子晶体结构的因素（、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）几何因素晶体中正负离子的半径科学视野科学视野复杂离子晶体复杂离子晶体碳酸盐的热分解温度碳酸盐的热分解温度高低规律高低规律以碱土金属碳酸盐为例（碱金属碳酸盐分以碱土金属碳酸盐为例（碱金属碳酸盐分解温度甚高，在此不予讨论）解温度甚高，在此不予讨论）热分解机理热分解机理科学视野科学视野复杂离子晶体复杂离子晶体碳酸盐的热分解温度高低规律以碱土金碳酸盐的热分解温度高低规律以碱土金实验数据实验数据分析实验数据、结合分解机理可知分析实验数据、结合分解机理可知阳离子半径越大，碱土金属碳酸盐的分阳离子半径越大，碱土金属碳酸盐的分解温度越高解温度越高实验数据实验数据分析实验数据、结合分解机理可知分析实验数据、结合分解机理可知阳离子半径越阳离子半径越二二.晶格能晶格能1.1.定义：气态离子形成定义：气态离子形成1 1摩尔离子晶体释摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值。放的能量，通常取正值。二二.晶格能晶格能1.定义：气态离子形成定义：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，通摩尔离子晶体释放的能量，通2 2、影响晶格能大小因素：、影响晶格能大小因素：离子晶体中阴阳离子晶体中阴阳离子半径越小，所带电荷离子半径越小，所带电荷越多，越多，离子键越强，晶格能越大。离子键越强，晶格能越大。2、影响晶格能大小因素：、影响晶格能大小因素：离子晶体中阴阳离子半径越小，离子晶体中阴阳离子半径越小，(2)(2)岩浆晶出规则与晶格能的关系岩浆晶出规则与晶格能的关系3.3.晶格能的应用：晶格能的应用：(1)(1)晶格能越大，离子晶体越稳定，离子晶晶格能越大，离子晶体越稳定，离子晶体的熔沸点越高，硬度越大体的熔沸点越高，硬度越大。晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中冷却下来，从而先结晶。浆冷却过程中冷却下来，从而先结晶。(2)岩浆晶出规则与晶格能的关系岩浆晶出规则与晶格能的关系3.晶格能的应用：晶格能的应用：(1)晶晶1 1、若晶体类型不同，一般情况下：、若晶体类型不同，一般情况下：原子晶体原子晶体离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体。【总结总结】物质的熔点与晶体类型的关系物质的熔点与晶体类型的关系2 2、若晶体类型相同、若晶体类型相同,则有则有:离子晶体中离子晶体中，结构相似时，离子半径越小，离子电荷，结构相似时，离子半径越小，离子电荷越高，晶格能越大，离子键就越强，熔点就越高。越高，晶格能越大，离子键就越强，熔点就越高。原子晶体中原子晶体中,结构相似时结构相似时,原子半径越小原子半径越小,共价键键长越共价键键长越短短,键能越大键能越大,熔点越高。熔点越高。分子晶体中分子晶体中(不含氢键时不含氢键时),),分子组成和结构相似时分子组成和结构相似时,相对分子质量越大相对分子质量越大,范德华力就越强范德华力就越强,熔点就越高。熔点就越高。金属晶体中金属晶体中，离子半径越小，离子电荷越高，金属，离子半径越小，离子电荷越高，金属键就越强，熔点就越高。合金的熔点比它的各成分金属键就越强，熔点就越高。合金的熔点比它的各成分金属的熔点低。的熔点低。1、若晶体类型不同，一般情况下：【总结】物质的熔点与晶体类型、若晶体类型不同，一般情况下：【总结】物质的熔点与晶体类型各类型离子晶体晶胞的比较各类型离子晶体晶胞的比较晶体晶体类型类型晶胞晶胞类型类型晶胞结构晶胞结构示意图示意图配位数配位数距离最近距离最近且相等的且相等的相反离子相反离子每个晶每个晶胞含有胞含有离子数离子数实例实例NaCl型型 ABCsCl型型ZnS型型AB2CaF2型型Na+：6Cl-：6Cs+：Cl-：88Zn2+：S2-：44Ca2+：F-：48Na+：Cl-：Cs+：Cl-：Zn2+：S2-：Ca2+：F-：Na+：Cl-：Cs+：Cl-：Zn2+：S2-：Ca2+：F-：6688444844114484KBr AgCl、MgO、CaS、BaSeZnS、AgI、BeOCsCl、CsBr、CsI、TlCl碱土金属卤化碱土金属卤化物、碱金属氧物、碱金属氧化物。化物。各类型离子晶体晶胞的比较晶体类型晶胞类型晶胞结构示意图距离最各类型离子晶体晶胞的比较晶体类型晶胞类型晶胞结构示意图距离最