苏教离子键离子晶体资料学习教案

会计学1苏教离子键离子晶体苏教离子键离子晶体(jngt)资料资料第一页，共60页。2 2、用化学键的观点来分析化学反应、用化学键的观点来分析化学反应(huxu fnyng)(huxu fnyng)的本质是什么？的本质是什么？一个化学反应一个化学反应(huxu fnyng)(huxu fnyng)的的过程，本质上就是旧化学键断裂的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。和新化学键形成的过程。第2页/共60页第二页，共60页。化学键化学键离子键离子键共价键共价键金属键金属键化学键分类化学键分类(fn li)第3页/共60页第三页，共60页。1 1、金属钠在氯气中燃烧的现象是什么？、金属钠在氯气中燃烧的现象是什么？2 2、钠原子与氯原子是如何结合成氯化、钠原子与氯原子是如何结合成氯化钠的？你能用电子式表示氯化钠的形成钠的？你能用电子式表示氯化钠的形成过程吗？过程吗？ 3 3、根据元素的金属性和非金属性差异、根据元素的金属性和非金属性差异(ch(chy)y)，你知道哪些原子之间能形成，你知道哪些原子之间能形成离子键？离子键？思考问题：思考问题：第4页/共60页第四页，共60页。+177 8 2Na电子电子(dinz)(dinz)转移转移不稳定不稳定(wndn(wndng)g)稳定稳定(wnd(wndng)ng)+178 8 2Cl-Na+离子和离子和Cl-离子间的静电作用力有哪些？离子间的静电作用力有哪些？动脑筋动脑筋Na+112 8+112 8 1Cl强强烈烈作作用用NaClNaCl的微观形成过程的微观形成过程吸引和排斥达到平衡状态吸引和排斥达到平衡状态, ,则形成化学键则形成化学键第5页/共60页第五页，共60页。电子得失电子得失(dsh)(dsh)形成阴、阳形成阴、阳离子。离子。阴、阳离子。阴、阳离子。静电作用。静电作用。活泼活泼(hu po)(hu po)金属与活泼金属与活泼(hu po)(hu po)非金属。非金属。 （静电（静电(jngdin)(jngdin)吸引吸引 = = 静电静电(jngdin)(jngdin)排斥）排斥）转化成自由移动的离子转化成自由移动的离子, ,离子键即被破坏。离子键即被破坏。AA、AA和和AA、AA（1 1）离子键形成的原因是什么）离子键形成的原因是什么（2 2）形成离子键的微粒是什么）形成离子键的微粒是什么（5 5）离子化合物溶于水或熔化时离子键是否发生变化）离子化合物溶于水或熔化时离子键是否发生变化（4 4）哪些原子之间可能形成离子键）哪些原子之间可能形成离子键（3 3）离子键是一种什么性质的相互作用）离子键是一种什么性质的相互作用交流与讨论：交流与讨论：（6 6）离子键的存在方式）离子键的存在方式固态的离子化合物中。固态的离子化合物中。第6页/共60页第六页，共60页。一、离子键一、离子键1 1、定义、定义(dngy)(dngy)：使阴、阳离子结合成化合物的：使阴、阳离子结合成化合物的 静电作用静电作用成键粒子成键粒子(lz)(lz)：阴、阳离子阴、阳离子成键元素（一般成键元素（一般(ybn)(ybn)情况）：情况）：成键本质：成键本质：静电作用（吸引与排斥）静电作用（吸引与排斥）1、活泼的金属元素（、活泼的金属元素（IA、IIA）和活泼的非金属元）和活泼的非金属元素（素（VIA、VIIA）形成的化合物。）形成的化合物。2、活泼的金属元素和酸根离子（或氢氧根离子）、活泼的金属元素和酸根离子（或氢氧根离子）形成的化合物形成的化合物3、铵根和酸根离子（或活泼非金属元素离子）、铵根和酸根离子（或活泼非金属元素离子）形成的盐。形成的盐。第7页/共60页第七页，共60页。判断判断(pndun)(pndun)依依据：据：形成形成(xngchng)(xngchng)化合物的元素的电负性的差化合物的元素的电负性的差X1.7X1.7元素元素(yun s)(yun s)的电负性差的电负性差要比较大要比较大离子键和共价键之间离子键和共价键之间, 并非严格截然可以区分的并非严格截然可以区分的. 可将离子键视为极性共价键的一个极端可将离子键视为极性共价键的一个极端, 而另一极而另一极端为非极性共价键端为非极性共价键.第8页/共60页第八页，共60页。1191 1、定义、定义 在元素符号周围用在元素符号周围用“ ”“ ”或或“”来来表示原子表示原子(yunz)(yunz)最外层电子的式子，叫电子式。最外层电子的式子，叫电子式。H Na Mg Ca O Cl 原子原子(yunz)的电子的电子式：式：离子的电子式：离子的电子式：H+Na+Mg2+Ca2+ O 2- ： ： Cl - ： ：离子化合物的电子式：离子化合物的电子式：把化合物的阴阳离子对称分布即可把化合物的阴阳离子对称分布即可Na+ O O 2- ： ： ：Na+Na+ O H- ： ： Na+ O 2- ： ：Na+第9页/共60页第九页，共60页。 O O 2- ： ：用电子式表示用电子式表示(biosh)氧化镁的形氧化镁的形成过程成过程 Mg Mg2+用电子式表示硫化钾的形成用电子式表示硫化钾的形成(xngchng)过程过程 S 2KK+ S 2- ： ：K+写出下列写出下列(xili)微粒的电微粒的电子式：子式： S Br S 2- ： ：硫原子，硫原子， 溴原子，溴原子， 硫离子硫离子，第10页/共60页第十页，共60页。形象表示形象表示(biosh)(biosh)新的化学键形新的化学键形成的过程成的过程 Cl Cl - ： ：用电子式表示氯化钠的形成用电子式表示氯化钠的形成(xngchng)过程过程 Na Na+用电子式表示溴化钙的形成用电子式表示溴化钙的形成(xngchng)过程过程 Ca Br ：Ca2+ Br - ： ：箭号左方相同的微粒可以合并。箭号左方相同的微粒可以合并。 Br ： Br - ： ：第11页/共60页第十一页，共60页。1.1.简单阴离子的电子简单阴离子的电子(dinz)(dinz)式不但要表达出最外层所有电式不但要表达出最外层所有电子子(dinz)(dinz)数（包括得到的电子数（包括得到的电子(dinz)(dinz)），而且用方括号），而且用方括号“ ”“ ”括起来，并在右上角注明负电荷数括起来，并在右上角注明负电荷数2.2.简单阳离子的电子简单阳离子的电子(dinz)(dinz)式就是离子符号，式就是离子符号，NH4+NH4+例外例外3.3.离子化合物的电子离子化合物的电子(dinz)(dinz)式由阴离子和阳离子电子式由阴离子和阳离子电子(dinz)(dinz)式组成，相同的离子不能合并式组成，相同的离子不能合并用电子式表示用电子式表示(biosh)(biosh)离子键的离子键的形成过程形成过程1.左边是组成离子化合物的各原子的电子式左边是组成离子化合物的各原子的电子式 , 右边是离子右边是离子化合物的电子式化合物的电子式2.连接号为连接号为“ ”3.用用 表示电子转移的方向表示电子转移的方向第12页/共60页第十二页，共60页。离子半径大小比较规律离子半径大小比较规律 1 1、阳离子半径、阳离子半径相应相应(xingyng)(xingyng)的原子半径；的原子半径；如：如：Na+NaNa+相应相应(xingyng)(xingyng)的原子半径；的原子半径；如：如：Cl-ClCl-Cl3 3、同一主族元素，从上到、同一主族元素，从上到下，下，离子半径逐渐增大；如：离子半径逐渐增大；如： Li+Na+K+ F-Cl- Li+Na+K+ F-Cl-Br-I-Br- F- Na+ O2- F- Na+ Mg2+Mg2+ 由下列离子化合物熔点变化由下列离子化合物熔点变化规律规律 , ,分析离子键的强弱与离子分析离子键的强弱与离子半径、离子电荷有什么关系半径、离子电荷有什么关系(gun (gun x)? x)? （1 1）NaF NaCl NaBr NaINaF NaCl NaBr NaI 988 801 740 660 988 801 740 660 （2 2）NaF CaF2 CaO NaF CaF2 CaO 988 1360 2614 988 1360 2614 （提示：（提示：Ca2+Ca2+半径略大于半径略大于Na+Na+半半径）径）离子半径离子半径(l z bn jn)(l z bn jn)越小越小、离子所带电荷越多，离子键就、离子所带电荷越多，离子键就越强，其形成化合物的熔沸点也越强，其形成化合物的熔沸点也就越高。就越高。3 3、离子键的强弱影响离子化合物的哪些性质、离子键的强弱影响离子化合物的哪些性质第13页/共60页第十三页，共60页。 第14页/共60页第十四页，共60页。比比 较下列物质的熔沸点较下列物质的熔沸点(fidin)，用，用“”或或“1.012CsF阴、阳离子半径比与配位阴、阳离子半径比与配位(pi wi)(pi wi)数的数的关系关系拓宽拓宽(tu kun)(tu kun)视野视野第48页/共60页第四十八页，共60页。各类型离子晶体晶胞各类型离子晶体晶胞(jn bo)(jn bo)的比较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AB2 2CaF2 2型型NaNa+ +：6ClCl- -：6CsCs+ +：ClCl- -：8 88 8ZnZn2+2+：S S2-2-：4 44 4CaCa2+2+：F F- -：4 48 8NaNa+ +：ClCl- -：CsCs+ +：ClCl- -：ZnZn2+2+：S S2-2-：CaCa2+2+：F F- -：NaNa+ +：ClCl- -：CsCs+ +：ClCl- -：ZnZn2+2+：S S2-2-：CaCa2+2+：F F- -：668 88 84 44 44 48 8441 11 14 44 48 84 4KBr AgCl、MgO、CaS、BaSeZnS、AgI、 BeOCsCl、CsBr、CsI、TlCl碱土金属碱土金属(jin (jin t jn sh)t jn sh)卤卤化物、碱金属氧化化物、碱金属氧化物。物。第49页/共60页第四十九页，共60页。无单个分子存在。如无单个分子存在。如NaCl NaCl 和和CsClCsCl不是表不是表示分子式。示分子式。一般易溶于水，难溶于非极性溶剂。一般易溶于水，难溶于非极性溶剂。熔沸点较高，硬度较大熔沸点较高，硬度较大(jio d)(jio d)，难，难挥发难压缩。挥发难压缩。固态时不导电，水溶液或者熔融状态下均固态时不导电，水溶液或者熔融状态下均导电。导电。第50页/共60页第五十页，共60页。【总结【总结(zngji)(zngji)归纳二】归纳二】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1 1、若晶体类型不同，一般情况下：原子、若晶体类型不同，一般情况下：原子晶体离子晶体分子晶体。晶体离子晶体分子晶体。2 2、若晶体类型相同，则有：、若晶体类型相同，则有：离子晶体中，结构相似时，离子半径越离子晶体中，结构相似时，离子半径越小，离子电荷越高，晶格能越大，离子键就小，离子电荷越高，晶格能越大，离子键就越强，熔点就越高。越强，熔点就越高。原子晶体中，结构相似时，原子半径越原子晶体中，结构相似时，原子半径越小，共价键键长越短，键能越大，熔点越高。小，共价键键长越短，键能越大，熔点越高。分子晶体中（不含氢键时），分子组成分子晶体中（不含氢键时），分子组成和结构相似时，相对分子质量越大，范德华和结构相似时，相对分子质量越大，范德华力就越强，熔点就越高。力就越强，熔点就越高。金属晶体中，离子半径越小，离子电荷金属晶体中，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的熔点低。熔点比它的各成分金属的熔点低。第51页/共60页第五十一页，共60页。A AB BC CD D晶体晶体硫化钾硫化钾干冰干冰金刚石金刚石碘碘组成晶体的微粒组成晶体的微粒阴阳离子阴阳离子分子分子原子原子分子分子晶体微粒间存在的晶体微粒间存在的作用力作用力离子键离子键共价键共价键共价键共价键范德华力范德华力B第52页/共60页第五十二页，共60页。1 23 45 68 78 中学教材上图示的中学教材上图示的NaClNaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。晶体。NiONiO晶体结构与晶体结构与NaClNaCl相同，相同，Ni2Ni2与邻近与邻近(ln jn)(ln jn)的的O2-O2-核核间距为间距为a a10-8 10-8 ，计算，计算NiONiO晶体密度（已知晶体密度（已知NiONiO摩尔质量为摩尔质量为74.7gmol-1)74.7gmol-1)解：在该晶体解：在该晶体(jngt)(jngt)中最小正方体中所中最小正方体中所含的含的Ni2+Ni2+、O2O2个数均为个数均为: :即晶体即晶体(jngt)(jngt)中每个小正方体中平均含有中每个小正方体中平均含有1/21/2个个NiO.NiO.其质量为其质量为: :而此小正方体体积为而此小正方体体积为(a(a1010-8-8) )3 3故故NiONiO晶体密度为：晶体密度为：课课 堂堂 练练 习习 题题74.7g6.02102312（个）（个）124 18=74.7g6.02102312(a10-8)3g. -362.0a3=第53页/共60页第五十三页，共60页。某离子晶体某离子晶体(jngt)的晶胞结构如下图所示的晶胞结构如下图所示，则该离子晶体，则该离子晶体(jngt)的化学式为（的化学式为（ ）Aabc B、abc3 Cab2c3 Dab3c 第54页/共60页第五十四页，共60页。变式变式 (1)NiO (1)NiO晶体结构与晶体结构与NaClNaCl相同，设相同，设NiONiO的摩尔质量的摩尔质量M M g/mol,g/mol,密度为密度为g/mL,g/mL,阿伏加阿伏加德罗常数为德罗常数为NA,NA,求晶胞中两个求晶胞中两个距离距离(jl)(jl)最近的氧离子中心最近的氧离子中心间的距离间的距离(jl)(jl)为多少为多少cm?cm?解题思路：（解题思路：（1 1）每个晶胞中含）每个晶胞中含NiONiO的个数（的个数（2 2）一个）一个晶胞的质量（晶胞的质量（3 3）一个晶胞的体积（）一个晶胞的体积（4 4）晶胞的边长）晶胞的边长（5 5）晶胞中任一个面对角线长度）晶胞中任一个面对角线长度(chngd)(chngd)的一半的一半第55页/共60页第五十五页，共60页。(2)(2)天然天然(tinrn)(tinrn)的和大部分人工制的和大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种某种NiONiO晶体中就存在以下缺陷：晶体中就存在以下缺陷：一个一个Ni2+Ni2+空缺，另有两个空缺，另有两个Ni2+Ni2+被两被两个个Ni3+Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中中性，但化合物中NiNi和和OO的比值却的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O,Ni0.97O,试计算该晶体中试计算该晶体中Ni3+Ni3+与与Ni2+Ni2+的离子数之比。的离子数之比。参考答案：参考答案： NiNi3+ 3+ ：NiNi2+2+6 6 ：9191第56页/共60页第五十六页，共60页。 分析：分析： 本题命题角度较新颖，实际上难度不大，第（本题命题角度较新颖，实际上难度不大，第（2）题所提供的题所提供的Ni0.97O信息，实际上是一种信息，实际上是一种“平均化学平均化学式式”。尽管题给示意图及题目叙述中提到了有。尽管题给示意图及题目叙述中提到了有“Ni2+”空缺，但空缺，但“Ni0.97O”的平均化学式与所述的的平均化学式与所述的“空缺空缺”无无关，它只是关，它只是(zhsh)遵循着电中性原则，即由于掺杂遵循着电中性原则，即由于掺杂多带一个电荷的多带一个电荷的Ni3+代替了部分代替了部分Ni2+ ，才使，才使“NiO”变成了变成了“Ni0.97O”。 第57页/共60页第五十七页，共60页。（2 2）0.97 mol0.97 mol的镍离子的平均带电量为的镍离子的平均带电量为2 2，那么，那么1 1 molmol镍离子的平均带电量为镍离子的平均带电量为2/0.972/0.97，这是，这是+2+2和和+3+3价的价的镍离子的共同电量，由此可列方程式。不同于上解的镍离子的共同电量，由此可列方程式。不同于上解的是，这种做法将是，这种做法将0.97 mol0.97 mol镍离子化为镍离子化为1 mol1 mol镍离子来镍离子来计算。计算。 解法一：解法一： 设设1molNi1molNi中含中含Ni2+ x molNi2+ x mol，则含，则含Ni3+Ni3+（1-x1-x）molmol，根，根据电荷据电荷(dinh)(dinh)守恒：守恒： 2x+3(1-x)=2/0.97 2x+3(1-x)=2/0.97 x=91/97 x=91/97 n(Ni3+): n(Ni2+)=(1-91/97)91/97=691 n(Ni3+): n(Ni2+)=(1-91/97)91/97=691第58页/共60页第五十八页，共60页。 解法二：因为解法二：因为(yn wi)(yn wi)中中Nio.97ONio.97O中既有中既有+2+2价的离子又有价的离子又有+3+3价的镍离子，所以可写成价的镍离子，所以可写成xNiOyNi2O3xNiOyNi2O3的复合形式，该形的复合形式，该形式中很容易看出镍离子的总和为式中很容易看出镍离子的总和为x+2yx+2y，氧离子的总和为，氧离子的总和为x+3yx+3y，因此可列方程如下：因此可列方程如下：（1 1）：）：x+2y=0.97x+2y=0.97镍离子个数守恒镍离子个数守恒 x+3y=1 x+3y=1 氧离子个数守恒氧离子个数守恒（2 2）：（）：（x+2y x+2y ）/ /（x+3yx+3y）=0.97/1 =0.97/1 同样可以求出三价镍同样可以求出三价镍与二价镍离子数目之比。与二价镍离子数目之比。 第59页/共60页第五十九页，共60页。感谢您的观看(gunkn)！第60页/共60页第六十页，共60页。