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第四节 离子晶体,第三章 晶体结构与性质,1.熟知离子键、离子晶体的概念，知道离子晶体类型与性质的联系。 2.认识晶格能的概念和意义，能根据晶格能的大小，分析晶体的性质。,学习目标定位,内容索引,一 离子晶体,二 晶格能,当堂检测,一 离子晶体,1.结合已学知识和教材内容，填写下表：,导学探究,碳原子,CO2分子,共价键,非金属 单质,原子晶体,范德华力,共价 化合物,分子晶体,Mg2、 自由电子,金属键,金属单质,金属晶体,离子键,离子化合物,离子晶体,(1)离子晶体的概念是 结合而形成的晶体。构成离子晶体的微粒是 ，微粒间的作用力是 。 (2)由于离子间存在着无方向性的静电作用，每个离子周围会尽可能多地吸引带 的离子以达到降低体系能量的目的。所以，离子晶体中不存在单独的 ，其化学式表示的是 ，而不是分子组成。,阴、阳离子通过离子键,阴离子和阳离子,离子键,相反电荷,分子,离子的个数比,2.离子晶体的结构 (1)离子晶体中，阴离子呈等径圆球密堆积，阳离子有序地填在阴离子的空隙中，每个离子周围等距离地排列着异电性离子，被异电性离子包围。一个离子周围最邻近的异电性离子的数目，叫做离子晶体中离子的 。,配位数,(2)观察分析表中离子晶体的结构模型，填写下表：,Cl和Na配位 数都为6,Cl和Cs配位数都为8,配位数：F为4，Ca2为8,Na、Cl都为4,Cs、Cl都为1,Ca2为4、F为8,11,11,21,NaCl,CsCl,CaF2,(3)在NaCl晶体中，每个Na周围最近且等距离的Na有 个，每个Cl周围最近且等距离的Cl也有 个。在CsCl晶体中，每个Cs周围最近且等距离的Cs有 个，每个Cl周围最近且等距离的Cl也有 个。,12,12,6,6,3.问题讨论 (1)在NaCl和CsCl两种晶体中，阴阳离子的个数比都是11，都属于AB型离子晶体，为什么二者的配位数不同、晶体结构不同？,答案 在NaCl晶体中，正负离子的半径比r/r0.525，在CsCl晶体中，r/r0.934，由于r/r值的不同，结果使晶体中离子的配位数不同，其晶体结构不同。NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都是6，CsCl晶体中阴、阳离子的配位数都是8。r/r数值越大，离子的配位数越高。,(2)为什么在NaCl(或CsCl)晶体中，正负离子的配位数相同；而在CaF2晶体中，正负离子的配位数不相同？,答案 在NaCl、CsCl晶体中，正负离子的配位数相同，是由于正负离子电荷(绝对值)相同，因而正负离子的个数相同，结果导致正负离子的配位数相同；若正负离子的电荷数不相同，正负离子的个数必定不相同，结果正负离子的配位数就不会相同。如CaF2晶体中，Ca2的配位数为8，F的配位数为4，离子所带电荷越多，配位数越多。,(3)根据离子晶体的形成，推测离子晶体具有怎样的特性？,答案 离子晶体是由阴、阳离子间通过较强的离子键结合而形成的，所以离子晶体具有较高的熔、沸点，难挥发，硬度较大，离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。,归纳总结,1.已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶 体，其晶胞如图所示，X、Y、Z分别处于立方体 的顶点、棱边的中点、立方体的体心。则下面关 于该化合物的说法正确的是( ) A.该晶体的化学式为ZXY3 B.该晶体的熔点一定比金属晶体熔点高 C.每个X周围距离最近的Y有8个 D.每个Z周围距离最近的X有16个,活学活用,1,2,A,1,2,2.下列性质适合于离子晶体的是( ) 熔点1 070 ，易溶于水，水溶液能导电 熔点10.31 ，液态不导电，水溶液能导电 能溶于CS2，熔点112.8 ，沸点444.6 熔点97.81 ，质软，导电，密度0.97 gcm3 熔点218 ，难溶于水 熔点3 900 ，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，熔点高，固体不导电，熔化时导电 A. B. C. D.,1,2,解析 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，故均不符合离子晶体的特点； 中熔点达3 900 ，硬度很大应是原子晶体。故只有符合题意。 答案 A,二 晶格能,1.晶格能的概念：离子晶体的晶格能是 释放的能量。晶格能通常取 ，单位 。 2.观察分析下表，回答下列问题：,导学探究,气态离子形成1 mol离子晶体,正值,kJmol1,(1)影响晶格能大小的因素有哪些？,答案 影响晶格能的因素：离子所带的电荷数和阴、阳离子间的距离(与离子半径成正比)。晶格能与离子所带电荷数的乘积成正比，与阴、阳离子间的距离成反比。,(2)晶格能与晶体的熔点、硬度有怎样的关系？,答案 晶格能的数据可以用来说明许多典型离子晶体的性质变化规律，晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，晶体的熔、沸点越高，硬度越大。,1.离子晶体结构类型相同时，离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能 ，晶体熔、沸点 ，硬度 。 2.晶格能的大小影响岩浆晶出的次序，晶格能越大，形成的晶体越 ，岩浆中的矿物越 结晶析出。,归纳总结,越大,越高,越大,稳定,容易,3.下列关于晶格能的叙述中正确的是( ) A.晶格能仅与形成晶体中的离子所带电荷数有关 B.晶格能仅与形成晶体的离子半径有关 C.晶格能是指相邻的离子间的静电作用 D.晶格能越大的离子晶体，其熔点越高,活学活用,3,4,解析 晶格能与离子所带电荷数的乘积成正比，与阴、阳离子半径的大小成反比。晶格能越大，晶体的熔、沸点越高，硬度也越大，所以A、B错，D项正确。,D,3,4,A.晶格能的大小与离子半径成反比 B.阳离子相同阴离子不同的离子晶体，阴离子半径越大，晶格能越小 C.阳离子不同阴离子相同的离子晶体，阳离子半径越小，晶格能越大 D.金属卤化物晶体中，晶格能越小，氧化性越强,3,4,解析 由表中数据可知晶格能的大小与离子半径成反比，A项正确； 由NaF、NaCl、NaBr、NaI晶格能的大小即可确定B项说法正确； 由LiF、NaF、KF晶格能的大小即可确定C项说法正确； 表中晶格能最小的碘化物，因还原性FClBrI，可知D项错误。 答案 D,学习小结,四种晶体物理性质的比较,当堂检测,1,2,4,3,1.下列有关石墨晶体的说法正确的是( ) A.由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体 B.由于石墨的熔点很高，所以它是原子晶体 C.由于石墨质软，所以它是分子晶体 D.石墨晶体是一种混合晶体,D,5,1,2,4,3,2.下列说法中正确的是( ) A.固态时能导电的物质一定是金属晶体 B.熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体 C.水溶液能导电的晶体一定是离子晶体 D.固态不导电而熔融态导电的晶体一定是离子晶体,5,1,2,4,3,解析 四种晶体在不同状态下的导电性区别如下：,5,答案 D,1,2,4,3,3.下列关于CaF2的表述正确的是( ) A.Ca2与F间仅存在静电吸引作用 B.F的离子半径小于Cl，则CaF2的熔点低于CaCl2 C.阴、阳离子比为21的物质，均与CaF2晶体构型相同 D.CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电,5,1,2,4,3,解析 Ca2与F间既有静电引力作用，也有静电排斥作用，A错误； 离子所带电荷相同，F的离子半径小于Cl，所以CaF2晶体的晶格能大，则CaF2的熔点高于CaCl2，B错误； 晶体构型还与离子的大小有关，所以阴、阳离子比为21的物质，不一定与CaF2晶体构型相同，C错误； CaF2中的化学键为离子键，CaF2在熔融状态下发生电离，因此CaF2在熔融状态下能导电，D正确。 答案 D,5,1,2,4,3,5,4.有一种蓝色晶体可表示为MxFey(CN)6，经X射线研究发现，它的结构特征是Fe3和Fe2互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN位于立方体棱的上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法正确的是( ),A.该晶体的化学式为MFe3(CN)6 B.该晶体属于离子晶体，M呈1价 C.该晶体属于离子晶体，M呈2价 D.晶体中与每个Fe3距离最近且等距离的CN为3个,1,2,4,3,5,由题图可看出与每个Fe3最近且距离相等的CN为6个。 答案 B,5.同类晶体物质熔、沸点的变化是有规律的，试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因：,1,2,4,3,5,晶体熔、沸点的高低，决定于组成晶体微粒间的作用力的大小。A组是 晶体，晶体微粒之间通过 相连，粒子之间的作用力由大到小的顺序是 。B组晶体属于 晶体，价电子数由少到多的顺序是 ，离子半径由大到小的顺序是 。金属键强弱由小到大的顺序为 。,解析 A组NaCl、KCl、CsCl为同一主族的卤化物且为离子化合物，故熔点与离子键的强弱有关，离子键越弱，熔点越低。而Na、K、Cs的离子半径逐渐增大，故Na与Cl、K与Cl、Cs与Cl的离子键逐渐减弱，NaCl、KCl、CsCl的熔点依次降低； 而B组中Na、Mg、Al是金属晶体且价电子数依次增多，离子半径逐渐减小，因此金属原子核对外层电子束缚能力越来越大，形成的金属键越来越牢固，故熔点依次升高。 答案 离子 离子键 NaClKClCsCl 金属 NaMg2Al3 NaMgAl,1,2,4,3,5,本课结束,
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