高中化学 第3章第4节 离子晶体同步导学课件 新人教版选修3

第四节离子晶体 在一只500 mL的烧杯中加入100 mL水，煮沸，边搅拌边加入0.4 g琼脂，加热到琼脂完全溶解即停止。再往烧杯内加入40 mL 0.1 molL1的碘化钾溶液，用玻璃棒搅匀，此时溶液的高度不低于3 cm，琼脂溶液冷却后即凝结成透明的胶冻。这时在胶冻的中心位置上面轻轻地放一颗绿豆大小的硝酸铅固体。 510 min后，可看到以硝酸铅固体为中心，形成许多黄色的同心圆环，非常醒目。圆形的出现是因为硝酸铅固体与胶冻接触时，有少量Pb2以相近的速度向四周扩散，遇到I形成PbI2黄色圆环沉淀，继而又有少量Pb2向四周扩散，而在较远处与I反应又形成PbI2圆环。随着时间的推移，由近及远逐渐形成许多以硝酸铅为中心的黄色同心圆环。 PbI2是离子晶体，NaCl也是离子晶体，它们的结构相同吗？你认为有哪些因素影响了它们的结构呢？ 1了解离子晶体的结构特点。 2能根据离子晶体的结构特点解释其物理性质。 3了解晶格能的含义及应用。 1结构特点 2决定晶体结构的因素决定晶体结构的因素 3性质 熔、沸点 ，硬度 ，难溶于有机溶剂。较高较高较大较大 离子晶体及常见的类型 (1)离子键 定义：阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫做离子键。 成键元素：活泼金属元素(如K、Na、Ca、Ba等，主要是第A族和第A族元素)和活泼非金属元素(如F、Cl、Br、O等， 主要是第A族和第A族元素)相互结合时多形成离子键。 成键原因：活泼金属原子容易失去电子而形成阳离子，活泼非金属原子容易得到电子形成阴离子。当活泼金属遇到活泼非金属时，电子发生转移，分别形成阳、阴离子，再通过静电作用形成离子键。 离子键只存在于离子化合物中。 强碱、活泼金属氧化物、大多数盐类是离子化合物。 (2)离子晶体 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。 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。 离子晶体的化学式只表示晶体中阴阳离子的个数比，而不是表示分子的组成。 (3)几种离子晶体模型 NaCl型晶体结构模型(左下图)：配位数为6。 a在NaCl晶体中，每个Na周围同时吸引着6个Cl，每个Cl周围也同时吸引着6个Na。 b每个Na周围与它最近且等距的Na有12个，每个Na周围与它最近且等距的Cl有6个。 CsCl型晶体结构模型(右下图)：配位数为8。 a在CsCl晶体中，每个Cs周围同时吸引着8个Cl，每个Cl周围也同时吸引着8个Cs。 b每个Cs与6个Cs等距离相邻，每个Cs与8个Cl等距离相邻。 ZnS型晶体结构模型(右图)：配位数为4。 ZnS型离子晶体中，阴离子和阳离子的 排列类似NaCl型，但相互穿插的位置不同， 使阴、阳离子的配位数不是6，而是4。常见 的ZnS型离子晶体有ZnS、AgI、BeO晶体等。 1. 下列叙述正确的是 () A原子晶体中可能存在氢键 B干冰升华时分子内共价键发生断裂 C原子晶体的熔点比分子晶体的熔点高 D离子晶体中只含离子键，不含共价键 解析：A项中氢键存在于分子间或分子内，原子晶体中不可能存在氢键；B项中干冰升华时破坏的是分子间作用力，而分子结构并没有改变，共价键自然也不会断裂；C项中原子晶体微粒间的作用力是共价键，熔点较高，而分子晶体微粒间的作用力是微弱的范德华力，熔点较低；D项中离子晶体中一定存在离子键，可能存在共价键，如NH4Cl、NaOH等。 答案：C 1概念 形成1摩离子晶体 的能量，通常取 ，单位为 。 2影响因素 3晶格能对离子晶体性质的影响 晶格能越大，形成的离子晶体越 ，而且熔点越 ，硬度越 。气态离子气态离子所释放所释放正值正值kJmol1稳定稳定高高大大 (3)岩浆晶出规则的影响因素 晶格能(主要)：晶格能越大，越早析出晶体。 浓度：越早达到饱和，越易析出。 2离子晶体熔点的高低决定于阴、阳离子核间距离和晶格能的大小，据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是 () AKClNaClBaOCaO BNaClKClCaOBaO CCaOBaOKClNaCl DCaOBaONaClKCl 解析：对于离子晶体来说，离子所带电荷数越多，阴、阳离子核间距离越小，晶格能越大，离子键越强，熔点越高，阳离子半径大小顺序为：Ba2KCa2Na；阴离子半径：ClO2，比较可得只有D项是正确的。 答案：D (2)由极性分子构成的晶体是_，含有共价键的离子晶体是_，属于分子晶体的单质是_。 (3)在一定条件下能导电并发生化学变化的是_。受热熔化后化学键不发生变化的是_，需克服共价键的是_。 思路指引：判断晶体类型需要注意以下两点： (1)晶体的构成微粒。 (2)微粒间的相互作用力。 在选项中属于原子晶体的是：金刚石和水晶(由硅原子和氧原子构成)；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：MgO(由Mg2和O2组成)、NH4Cl(由NH4和Cl组成)；而Al属于金属晶体，金属的导电是靠自由电子的移动，并不发生化学变化，但金属熔化时金属键就被破坏。分子晶体的熔化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克服共价键、离子键。 答案：(1)AA、E、HE(2)BFD、E (3)GB、D、EA、H 判断晶体类型的方法 判断晶体的类型一般是根据物质的物理性质： (1)在常温下呈气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)，如H2O、H2等。对于稀有气体，虽然构成物质的微粒为原子，但应看作单原子分子，因为微粒间的相互作用力是范德华力，而非共价键。 (2)在熔融状态下能导电的晶体(化合物)是离子晶体。 如：NaCl熔融后电离出Na和Cl，能自由移动，所以能导电。 (3)有较高的熔、沸点，硬度大，并且难溶于水的物质大多为原子晶体，如晶体硅、二氧化硅、金刚石等。 (4)易升华的物质大多为分子晶体。还要强调的是，对于教材上每种晶体类型的例子，同学们一定要认真掌握其结构，把握其实质和内涵，在解题中灵活运用。 1下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是 () A液溴和苯分别受热变为气体 B干冰和氯化铵分别受热变为气体 C二氧化硅和铁分别受热熔化 D食盐和葡萄糖分别溶解在水中 答案：A 现有几组物质的熔点()的数据：A组组B组组C组组D组组金刚石：金刚石：3 550Li：181HF：83NaCl：801硅晶体：硅晶体：1 410Na：98HCl：115KCl：776硼晶体：硼晶体：2 300K：64HBr：89RbCl：718二氧化硅：二氧化硅：1 723Rb：39HI：51CsCl：645 据此回答下列问题： (1)A组属于_晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是_。 (2)B组晶体共同的物理性质是_(填序号)。 有金属光泽导电性导热性延展性 (3)C组中HF熔点反常是由于_ _。 (4)D组晶体可能具有的性质是_(填序号)。 硬度小水溶液能导电固体能导电熔融状态能导电 (5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为：NaClKCl RbCl CsCl，其原因解释为：_ _。 通过读取表格中数据先判断出晶体的类型及晶体的性质，应用氢键解释HF的熔点反常，利用晶格能的大小解释离子晶体熔点高低的原因。 答案：(1)原子共价键(2) (3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可) (4)(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na)r(K)r(Rb)离子晶体分子晶体；金属晶体(除少数外)分子晶体；金属晶体熔沸点有的很高，如钨，有的很低，如汞(常温下是液体)。 (2)同类型晶体的熔沸点： 原子晶体：结构相似，半径越小，键长越短，键能越大，熔沸点越高。如金刚石碳化硅晶体硅。 分子晶体：组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，熔沸点越高。如CI4CBr4CCl4CF4。 金属晶体：所带电荷数越大，原子半径越小，则金属键越强，熔沸点越高。如AlMgNaK。 离子晶体：离子所带电荷越多，半径越小，离子键越强，熔沸点越高。如KFKClKBrKI。 2根据下表给出物质的熔点数据(AlCl3沸点为160 )，判断下列说法错误的是() A.MgO中的离子键比NaCl中的离子键强 BSiCl4晶体是分子晶体 CAlCl3晶体是离子晶体 D晶体硼是原子晶体 答案：C晶体晶体NaClMgOSiCl4AlCl3晶体硼晶体硼熔点熔点/8012 800701802 500 1下列物质中，属于含有极性共价键的离子晶体的是() ACsClBKOH CH2O DNa2O2 解析：水是共价化合物，形成的晶体是分子晶体。CsCl、KOH、Na2O2都是离子晶体，但是CsCl中只有离子键。KOH由K和OH组成，OH中存在极性共价键，因此B选项符合题意。Na2O2由Na和O22组成，O22中存在非极性共价键，不符合题意。 答案：B 2离子晶体不可能具有的性质是() A较高的熔、沸点B良好的导电性 C溶于极性溶剂 D坚硬而易粉碎 解析：离子晶体是阴、阳离子通过离子键结合而成的，在固态时，阴、阳离子受到彼此的束缚不能自由移动，因而不导电。只有在离子晶体溶于水或熔融后，电离成可以自由移动的阴、阳离子，才可以导电。 答案：B 3对于氯化钠晶体，下列描述正确的是() A它是六方紧密堆积的一个例子 B相邻的正负离子核间距等于正负离子半径之和 C与氯化铯晶体结构相同 D每个Na与6个Cl离子作为近邻 解析：氯化钠晶体是面心立方堆积，故A错，氯化铯晶体结构呈体心立方堆积，所以C也不正确，氯化钠晶体中以Na为中心向三维方向伸展，有6个Cl近邻，所以D正确。B相邻的正负离子核间距不等于正负离子半径之和。 答案：D 4NaF、NaI、MgO均为离子化合物，这三种化合物的熔点高低顺序是() NaFNaIMgO AB C D 解析：离子化合物的熔点与离子键强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径之和越小，离子键越强，该离子化合物的熔点越高。已知离子半径NaMg2，IO2F，可知NaI中离子键最弱，因MgO中的离子带两个单位电荷，故离子键比NaF中的强。 答案：B 5NaCl晶体、HCl晶体、干冰、金刚石熔点由高而低的顺序是_ _；其中在熔融液态时能导电的电解质是_，液态不导电但为电解质的是_，在水溶液中能导电的非电解质是_。 解析：晶体熔点一般是原子晶体离子晶体分子晶体，而HCl晶体和干冰都是分子晶体，而M(CO2)M(HCl)，故熔点干冰HCl晶体，所以熔点由高到低为金刚石NaCl晶体干冰HCl晶体；熔融导电的电解质为离子晶体，故为NaCl；液态不导电的电解质为HCl；水溶液导电的非电解质为干冰。 答案：金刚石NaCl晶体干冰HCl晶体NaCl晶体HCl晶体干冰 6有A、B、C三种晶体，分别由H、C、Na、Cl 4种元素的一种或几种形成，对这3种晶体进行实验，结果如下表：熔点熔点/硬硬度度水水溶性溶性导电性导电性水溶液与水溶液与Ag反应反应A811较较大大易易溶溶水溶液或水溶液或熔融导电熔融导电白色沉淀白色沉淀B3 550很很大大不不溶溶不导电不导电不反应不反应C114.2很很小小易易溶溶液态不导液态不导电电白色沉淀白色沉淀 (1)晶体的化学式分别为：A_、B_、C_。 (2)晶体的类型分别是：A_、B_、C_。 (3)晶体中微粒间的作用力分别是：A_、B_、C_。 解析：根据A、B、C所述晶体的性质可知，A为离子晶体，只能为NaCl，微粒间的作用力为离子键；B应为原子晶体，只能为金刚石，微粒间的作用力为共价键；C应为分子晶体，且易溶，只能为HCl，微粒间的作用力为范德华力。 答案：(1)NaClCHCl(2)离子晶体原子晶体分子晶体(3)离子键共价键范德华力