2017-2018学年人教版选修3 第3章第4节 离子晶体 课件（22张） (2)

1离子晶体的概念离子晶体的概念：由：由_和和_通过通过_键结合键结合 而成的晶体。而成的晶体。2构成离子晶体的微粒是构成离子晶体的微粒是： _、 _。3构成离子晶体的微粒之间的作用力构成离子晶体的微粒之间的作用力： _。离子晶体离子晶体阳离子阳离子阴离子阴离子离子离子阳离子阳离子阴离子阴离子离子键离子键配位数越多配位数越多电荷电荷键性键性5离子晶体的性质离子晶体的性质 (1)离子晶体的熔沸点离子晶体的熔沸点_，难于挥发。，难于挥发。 (2)离子晶体有较高的离子晶体有较高的_，难于压缩，质地较，难于压缩，质地较_，不，不 易进行机械加工。易进行机械加工。 (3)离子晶体不导电，但是离子晶体不导电，但是_的离子晶体和它的的离子晶体和它的_ 有良好的导电性能。有良好的导电性能。较高较高水溶液水溶液脆脆硬度硬度熔融熔融1概念概念：_形成形成_离子晶体离子晶体_的能量，通的能量，通 常取正值。常取正值。2晶格能与离子化合物的物理性质晶格能与离子化合物的物理性质 晶格能越大，离子键越牢固，晶体的熔沸点晶格能越大，离子键越牢固，晶体的熔沸点_，硬，硬 度度_，稳定性，稳定性_。晶格能晶格能气态离子气态离子1 mol释放释放越大越大越高越高越强越强(1)离子晶体中存在共价键吗？离子晶体中存在共价键吗？(2)晶体中只要有阳离子，一定有阴离子吗？晶体中只要有阳离子，一定有阴离子吗？提示提示(1)有些离子晶体如有些离子晶体如NaOH、NH4Cl、Na2SO4中存在中存在共价键，有些离子晶体中不存在共价键如共价键，有些离子晶体中不存在共价键如NaCl、MgO等。等。(2)晶体中有阳离子不一定有阴离子，如金属晶体是由金属晶体中有阳离子不一定有阴离子，如金属晶体是由金属阳离子与自由电子构成，但若有阴离子必然有阳离子。阳离子与自由电子构成，但若有阴离子必然有阳离子。【慎思慎思1】 NaCl与与KCl，NaCl与与MgCl2哪一个晶格能更大？哪一个晶格能更大？提示提示r(Na)r(K)，所以，所以NaCl的晶格能大于的晶格能大于KCl；Na所带的电荷数少于所带的电荷数少于Mg2，且，且r(Mg2)r(Na)，所以，所以MgCl2的晶格能大于的晶格能大于NaCl。【慎思慎思2】1离子晶体具有较高的熔沸点和难挥发的性质离子晶体具有较高的熔沸点和难挥发的性质 一般来说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越一般来说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越 小，则离子键越强，离子晶体的熔沸点越高，如小，则离子键越强，离子晶体的熔沸点越高，如Al2O3 MgO；NaClCsCl等。等。2离子晶体硬而且脆。离子晶体中，阴、阳离子间有较离子晶体硬而且脆。离子晶体中，阴、阳离子间有较 强的离子键，离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受强的离子键，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，导致晶体破到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破 碎。碎。要点一要点一 | 离子晶体的物理性质离子晶体的物理性质3离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。离子晶体离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。离子晶体 中，离子键较强，离子不能自由移动，即晶体中无自中，离子键较强，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。当熔融时，由移动的离子，因此，离子晶体不导电。当熔融时， 阴、阳离子获得足够能量，克服了离子间的相互作阴、阳离子获得足够能量，克服了离子间的相互作 用，成了自由移动的离子，在外加电场作用下，离子用，成了自由移动的离子，在外加电场作用下，离子 定向移动而导电。离子化合物溶于水时，阴、阳离子定向移动而导电。离子化合物溶于水时，阴、阳离子 受到水分子作用变成了自由移动的离子受到水分子作用变成了自由移动的离子(或水合离子或水合离子)， 在外加电场作用下，阴、阳离子定向移动而导电。在外加电场作用下，阴、阳离子定向移动而导电。 难溶于水的强电解质，如难溶于水的强电解质，如BaSO4、CaCO3等溶于水时，等溶于水时， 由于浓度极小，故导电性极差。通常情况下，我们说它由于浓度极小，故导电性极差。通常情况下，我们说它 们的水溶液不导电。们的水溶液不导电。4大多数离子晶体易溶于极性溶剂大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水如水)中，难溶于非中，难溶于非 极性溶剂极性溶剂(如汽油、苯、如汽油、苯、CCl4)中。当把离子晶体放在中。当把离子晶体放在 水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引 力，使晶体中的离子克服离子间的作用力而离开晶力，使晶体中的离子克服离子间的作用力而离开晶 体，变成在水中自由移动的离子。体，变成在水中自由移动的离子。5离子晶体中不一定含有金属阳离子，如离子晶体中不一定含有金属阳离子，如NH4Cl为离子为离子 晶体，不含有金属阳离子，但一定含有阴离子。晶体，不含有金属阳离子，但一定含有阴离子。 下列性质中，可以说明某晶体是离子晶体的是下列性质中，可以说明某晶体是离子晶体的是()。A具有较高的熔点具有较高的熔点B固态不导电，水溶液能导电固态不导电，水溶液能导电C可溶于水可溶于水D固态不导电，熔融状态能导电固态不导电，熔融状态能导电解析解析A选项，原子晶体熔点也较高；选项，原子晶体熔点也较高；B选项，有些分子选项，有些分子晶体如晶体如HCl的水溶液也能导电；的水溶液也能导电；C选项，有些分子晶体也选项，有些分子晶体也溶于水；溶于水；D选项，分子晶体在液态时不导电，金属晶体固选项，分子晶体在液态时不导电，金属晶体固态时导电，离子晶体在熔融时可导电。态时导电，离子晶体在熔融时可导电。答案答案D【例例1】 下列性质适合于离子晶体的是下列性质适合于离子晶体的是 ()。熔点熔点1 070 ，易溶于水，水溶液能导电，易溶于水，水溶液能导电熔点熔点10.31 ，液态不导电，水溶液能导电，液态不导电，水溶液能导电能溶于能溶于CS2，熔点，熔点112.8 ，沸点，沸点444.6 熔点熔点97.81 ，质软，导电，密度，质软，导电，密度0.97 gcm3熔点熔点218 ，难溶于水，难溶于水熔点熔点3 900 ，硬度很大，不导电，硬度很大，不导电难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电 A B C D【体验体验1】 解析解析离子晶体液态时能导电，难溶于非极性溶剂，熔点离子晶体液态时能导电，难溶于非极性溶剂，熔点较高、质硬而脆，固体不导电，故较高、质硬而脆，固体不导电，故均不符合离均不符合离子晶体的特点；中熔点达子晶体的特点；中熔点达3 900 ，硬度很大应是原子，硬度很大应是原子晶体。故只有晶体。故只有符合题意。符合题意。答案答案A1晶格能是离子晶体中离子间结合力大小的一个量度。晶格能是离子晶体中离子间结合力大小的一个量度。 晶格能越大，表示离子晶体越稳定，破坏其晶体耗能晶格能越大，表示离子晶体越稳定，破坏其晶体耗能 越多。我们知道离子晶体间存在着离子间的静电引越多。我们知道离子晶体间存在着离子间的静电引 力，因此，晶格能本质上是离子间静电引力大小的量力，因此，晶格能本质上是离子间静电引力大小的量 度。度。2晶格能的影响因素晶格能的影响因素 离子晶体中电荷数越多，核间距越小，晶格能越大。离子晶体中电荷数越多，核间距越小，晶格能越大。3岩浆晶出规则的影响因素岩浆晶出规则的影响因素 (1)晶格能晶格能(主要主要)：晶格能越大，越早析出晶体。：晶格能越大，越早析出晶体。 (2)浓度：越早达到饱和，越易析出。浓度：越早达到饱和，越易析出。要点二要点二 | 晶格能晶格能试根据你学过的知识，判断试根据你学过的知识，判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序可能是四种晶体熔点的高低顺序可能是()。AKClNaClBaOCaOBNaClKClCaOBaOCCaOBaONaClKClDCaOBaOKClNaCl解析解析(1)离子晶体中阴、阳离子所带电荷越多，晶格能越离子晶体中阴、阳离子所带电荷越多，晶格能越大，阴、阳离子的离子半径越小，其间距越小，晶格能越大，阴、阳离子的离子半径越小，其间距越小，晶格能越大。大。(2)晶格能越大，晶体的熔点越高。晶格能越大，晶体的熔点越高。答案答案C【例例2】 已知硅酸盐和石英的晶格能如下表：已知硅酸盐和石英的晶格能如下表：【体验体验2】 硅酸盐矿物和石英硅酸盐矿物和石英晶格能晶格能/(kJmol1)橄榄石橄榄石4 400辉石辉石4 100角闪石角闪石3 800云母云母3 800长石长石2 400石英石英2 600回答下列问题：回答下列问题：(1)橄榄石和云母晶出的顺序是橄榄石和云母晶出的顺序是_。(2)石英总是在各种硅酸盐析出后才晶出的原因是石英总是在各种硅酸盐析出后才晶出的原因是_。(3)推测云母和橄榄石的熔点顺序为推测云母和橄榄石的熔点顺序为_，硬度大小顺，硬度大小顺序为序为_。解析解析根据岩浆晶出规则，分析表中晶格能数据可知，橄根据岩浆晶出规则，分析表中晶格能数据可知，橄榄石的晶格能大于云母的晶格能，所以橄榄石先析出。石榄石的晶格能大于云母的晶格能，所以橄榄石先析出。石英总是在各种硅酸盐析出后才晶出，主要原因是石英晶格英总是在各种硅酸盐析出后才晶出，主要原因是石英晶格能较小，同时它不容易在岩浆中达到饱和浓度，所以只有能较小，同时它不容易在岩浆中达到饱和浓度，所以只有当各种金属离子以硅酸盐的形式析出后，石英的浓度才达当各种金属离子以硅酸盐的形式析出后，石英的浓度才达到饱和。云母的晶格能不如橄榄石的大，故橄榄石的熔点到饱和。云母的晶格能不如橄榄石的大，故橄榄石的熔点高于云母，硬度大于云母。高于云母，硬度大于云母。答案答案(1)橄榄石先晶出，云母后晶出橄榄石先晶出，云母后晶出(2)石英晶格能较石英晶格能较小，同时它不容易在岩浆中达到饱和浓度小，同时它不容易在岩浆中达到饱和浓度(3)橄榄石高于云母橄榄石大于云母橄榄石高于云母橄榄石大于云母晶体的类型直接决定晶体的物理性质，如熔、沸点，硬晶体的类型直接决定晶体的物理性质，如熔、沸点，硬度，导电性，延展性，水溶性等。而晶体的类型本质上又度，导电性，延展性，水溶性等。而晶体的类型本质上又是由构成晶体的微粒及微粒间的作用力决定的，通常可以是由构成晶体的微粒及微粒间的作用力决定的，通常可以由晶体的特征性质来判断晶体所属类型。下表对四种晶体由晶体的特征性质来判断晶体所属类型。下表对四种晶体类型进行了对比。类型进行了对比。【探究原理探究原理】实验探究九实验探究九 晶体的基本类型与性质比较晶体的基本类型与性质比较晶体类型晶体类型金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体定义定义金属原子通金属原子通过金属键形过金属键形成的晶体成的晶体阴、阳离子阴、阳离子通过离子键通过离子键形成的晶体形成的晶体分子间通分子间通过分子间过分子间作用力形作用力形成的晶体成的晶体相邻原子间相邻原子间通过共价键通过共价键结合而形成结合而形成的立体网状的立体网状结构的晶体结构的晶体结结构构基本微粒基本微粒金属阳离子、金属阳离子、自由电子自由电子阴离子、阴离子、阳离子阳离子分子分子原子原子微粒间作微粒间作用力用力金属键金属键离子键离子键范德华力范德华力或范德华或范德华力与氢键力与氢键共价键共价键性性质质熔沸点熔沸点一般较高，但一般较高，但差异大差异大较高较高较低较低高高硬度硬度一般较大，但一般较大，但差异大差异大较大较大较小较小大大延展性延展性好，有光泽好，有光泽脆，有光脆，有光泽泽差，无光差，无光泽泽差，无光差，无光泽泽导电性导电性固态能导电固态能导电熔融或溶熔融或溶于水能导于水能导电电某些溶于某些溶于水后能导水后能导电电一般不导一般不导电电溶解性溶解性不溶不溶多数溶于多数溶于水水相似相溶相似相溶不溶不溶熔化时需克熔化时需克服的作用力服的作用力金属键金属键离子键离子键范 德 华 力范 德 华 力或 范 德 华或 范 德 华力与氢键力与氢键共价键共价键物质类别物质类别金属单质金属单质 离子化合物离子化合物多数的非多数的非金属单质金属单质和共价化和共价化合物合物少数的非少数的非金属单质金属单质和共价化和共价化合物合物典例典例K、Cu、MgNaCl、CsCl、CaF2干冰、干冰、冰、碘冰、碘金刚石、金刚石、SiO2有下列八种晶体：有下列八种晶体：A.SiO2(水晶水晶)；B.冰醋酸；冰醋酸；C.氧化镁；氧化镁；D.白磷；白磷；E.晶体氩；晶体氩；F.氯化铵；氯化铵；G.铝；铝；H.金刚石。金刚石。用序号回答下列问题：用序号回答下列问题：(1)属于原子晶体的化合物是属于原子晶体的化合物是_，直接由原子构成的晶，直接由原子构成的晶体是体是_，直接由原子构成的分子晶体是，直接由原子构成的分子晶体是_。(2)由极性分子构成的晶体是由极性分子构成的晶体是_，含有共价键的离子晶，含有共价键的离子晶体是体是_，属于分子晶体的单质是，属于分子晶体的单质是_。(3)在一定条件下，能导电并不发生化学变化的是在一定条件下，能导电并不发生化学变化的是_，受热熔化后化学键不发生变化的是受热熔化后化学键不发生变化的是_，需克服共价键，需克服共价键的是的是_。【问题探究问题探究】思路点拨思路点拨在选项中属于原子晶体的是：金刚石和水晶在选项中属于原子晶体的是：金刚石和水晶(由由Si原子和原子和O原子构成原子构成)；属于分子晶体的是：冰醋酸、；属于分子晶体的是：冰醋酸、白磷和晶体氩；属于离子晶体的是：白磷和晶体氩；属于离子晶体的是：MgO(由由Mg2和和O2组成组成)、NH4Cl(由由NH4和和Cl组成组成)；而；而Al属于金属晶体。属于金属晶体。金属导电是靠自由电子的定向移动，并不发生化学变化，金属导电是靠自由电子的定向移动，并不发生化学变化，但金属熔化时金属键会被破坏。分子晶体熔化时只需要克但金属熔化时金属键会被破坏。分子晶体熔化时只需要克服分子间作用力，而原子晶体、离子晶体熔化时分别需要服分子间作用力，而原子晶体、离子晶体熔化时分别需要克服共价键、离子键的作用。克服共价键、离子键的作用。答案答案(1)AA、E、HE(2)BFD、E(3)GB、D、EA、H