高考化學(xué) 專題3 第二單元 離子鍵 離子晶體 蘇教版選修3

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第二單元離子鍵離子晶體 課程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航1 加深對離子鍵的認(rèn)識 理解離子鍵沒有飽和性 沒有方向性的特點(diǎn) 2 認(rèn)識幾種典型的離子晶體 3 能大致判斷離子鍵的強(qiáng)弱 知道晶格能的概念 了解影響晶格能大小的因素 4 晶格能對離子晶體硬度和熔沸點(diǎn)的影響 能預(yù)測離子晶體熔點(diǎn)高低順序 5 進(jìn)一步認(rèn)識物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系 強(qiáng)化學(xué)生結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的意識 6 能運(yùn)用電子式表達(dá)離子化合物的形成過程 自主學(xué)習(xí)一 離子鍵的形成1 概念 間通過 形成的化學(xué)鍵叫做離子鍵 2 形成 在離子化合物中 陰 陽離子之間的 使陰 陽離子相互吸引 陰 陽離子 靜電作用 靜電引力 陰離子的核外電子與陽離子的核外電子之間 陰離子的原子核與陽離子的原子核之間的 使陰 陽離子相互排斥 當(dāng)陰 陽離子之間的靜電引力和靜電斥力達(dá)到 時 陰 陽離子保持一定的平衡核間距 形成穩(wěn)定的 整個體系達(dá)到 狀態(tài) 靜電斥力 平衡 離子鍵 能量最低 3 根據(jù)元素的金屬性和非金屬性差異 金屬性較強(qiáng)的金屬原子與非金屬性較強(qiáng)的非金屬原子間易形成離子鍵 例如 A A族元素與 A A族元素易形成離子鍵 4 離子鍵的特點(diǎn) 離子鍵沒有 性和 性 方向 飽和 想一想1 離子晶體一定含離子鍵 一定不含共價鍵嗎 提示 不一定 離子晶體中可能含有共價鍵 如NaOH Na2O2等 二 離子晶體1 概念 由 和 通過 結(jié)合而成的晶體 2 物理性質(zhì) 一般來說 離子晶體具有較高 和較大的 這些性質(zhì)都是因?yàn)殡x子晶體中存在著離子鍵 若要破壞這種作用需要獲得能量 3 晶格能 U 陰離子 陽離子 離子鍵 熔點(diǎn) 硬度 1 概念 拆開1mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和氣態(tài)陽離子時所吸收的能量 單位為 2 意義 晶格能用來衡量離子晶體中陰 陽離子間靜電作用的大小 3 影響因素 在離子晶體中 離子半徑越小 離子所帶的電荷數(shù) 則晶格能越大 kJ mol 1 越多 晶格能越大 陰 陽離子間的離子鍵就越牢固 形成的離子晶體就越穩(wěn)定 而且熔點(diǎn)越高 硬度 想一想2 離子晶體是否全由金屬元素與非金屬元素組成 提示 不是 全部由非金屬元素形成的晶體 也可能是離子晶體 如銨鹽 越大 自主體驗(yàn)1 能以離子鍵相結(jié)合生成A2B型 B為陰離子 離子化合物的是 A 原子序數(shù)為11和17B 原子序數(shù)為20和9C 原子序數(shù)為13和17D 原子序數(shù)為19和16 解析 選D A項(xiàng)中生成NaCl離子化合物 B項(xiàng)中生成CaF2離子化合物 C項(xiàng)中生成AlCl3共價化合物 D項(xiàng)中生成K2S離子化合物 故選D 2 下列各式是用電子式表示的對應(yīng)物質(zhì)形成的過程 其中正確的是 解析 選B A項(xiàng) KBr為離子晶體 電子式寫錯 C項(xiàng) H2O為共價化合物 電子式寫錯 D項(xiàng) CaCl2中兩個Cl 應(yīng)寫在Ca2 的兩邊 3 下列關(guān)于晶格能的說法中正確的是 A 晶格能指形成1mol離子鍵所放出的能量B 晶格能指破壞1mol離子鍵所吸收的能量C 晶格能指1mol離子化合物中的陰 陽離子由相互遠(yuǎn)離的氣態(tài)離子結(jié)合成離子晶體時所放出的能量D 晶格能的大小與晶體的熔點(diǎn) 硬度都無關(guān) 解析 選C 晶格能指1mol離子化合物中陰 陽離子由相互遠(yuǎn)離的氣態(tài)離子結(jié)合成離子晶體時放出的能量 4 下列性質(zhì)中 可以證明某化合物內(nèi)一定存在離子鍵的是 A 可溶于水B 具有較高的熔點(diǎn)C 水溶液能導(dǎo)電D 熔融狀態(tài)能導(dǎo)電 解析 選D 某些共價化合物也是可以溶于水的 如HCl H2SO4等 而有些離子化合物是難溶于水的 如BaCO3 Cu OH 2等 所以A項(xiàng)錯誤 通常共價化合物具有較低的熔點(diǎn) 而離子化合物具有較高的熔點(diǎn) 但共價化合物AlCl3的熔點(diǎn)較高 離子化合物 NH4 2CO3的熔點(diǎn)較低 所以B項(xiàng)錯誤 共價化合物HCl溶于水形成能導(dǎo)電的溶液 所以C項(xiàng)錯誤 共價化合物不含離子 以分子形式存在 在熔融狀態(tài)下也不會電離出離子 所以不能導(dǎo)電 而離子化合物可以電離出離子 所以D項(xiàng)正確 探究導(dǎo)引1從原子結(jié)構(gòu)的角度說明氯化鈉中離子鍵的形成過程 提示 鈉原子的電子排布式為 1s22s22p63s1 易失去最外層的一個電子 達(dá)到氖原子的電子排布 形成穩(wěn)定的鈉離子 Na 1s22s22p6 氯原子的電子排布式為 1s22s22p63s23p5 易得到一個電子 達(dá)到氬原子的電子排布 形成穩(wěn)定的氯離子 Cl 1s22s22p63s23p6 然后鈉離子 陽離子 和氯離子 陰離子 間以離子鍵相結(jié)合形成氯化鈉晶體 探究導(dǎo)引2離子鍵的形成過程中 只表現(xiàn)為陰 陽離子間的靜電吸引作用嗎 提示 不是 離子鍵的實(shí)質(zhì)是靜電作用 陰 陽離子之間的靜電引力使陰 陽離子相互吸引 陰離子的核外電子與陽離子的核外電子之間 陰離子的原子核與陽離子的原子核之間的靜電斥力使陰 陽離子相互排斥 當(dāng)陰 陽離子間的靜電引力和靜電斥力達(dá)到平衡時 陰 陽離子保持一定的平衡核間距 形成穩(wěn)定的離子鍵 整個體系達(dá)到能量最低狀態(tài) 要點(diǎn)歸納常見的離子化合物1 活潑的金屬元素 A A 和活潑的非金屬元素 A A 形成的化合物 2 活潑的金屬元素和酸根離子 或氫氧根離子 形成的化合物 3 銨根離子和酸根離子 或活潑非金屬元素離子 形成的鹽 即時應(yīng)用1 下列敘述正確的是 A 離子鍵有飽和性和方向性B 離子化合物只含有離子鍵C 有些離子化合物既含有離子鍵又含有共價鍵D 離子化合物中一定含有金屬元素 解析 選C 一種離子對帶異種電荷離子的吸引作用與其所處的方向無關(guān) 所以離子鍵無方向性 一種離子可以盡可能多地吸引帶異種電荷的離子 所以離子鍵無飽和性 離子化合物中一定含有離子鍵 可能含有共價鍵 如NaOH 離子化合物中不一定含有金屬元素 如NH4Cl 探究導(dǎo)引1為什么不同的陰 陽離子結(jié)合成晶體時會形成配位數(shù)不同的空間構(gòu)型呢 提示 因?yàn)樵谀撤N結(jié)構(gòu)下該離子化合物的晶體最穩(wěn)定 體系的能量最低 一般決定離子晶體構(gòu)型的主要因素有陰 陽離子的半徑比的大小和離子的電子層構(gòu)型等 探究導(dǎo)引2 NaCl 表示氯化鈉的分子嗎 一個NaCl晶胞中 含有Na Cl 各多少 每個Na 周圍有幾個Cl 每個Na 周圍有幾個Na 提示 NaCl晶體中不存在單個的NaCl分子 每個Na 周圍同時吸引著6個Cl 每個Cl 周圍也同時吸引著6個Na 故Na 與Cl 個數(shù)比為4 4 1 1 所以 化學(xué)式NaCl是表示該離子晶體中離子的個數(shù)比 只有在蒸氣狀態(tài)時 才有單個的氯化鈉分子 要點(diǎn)歸納常見的AB型離子晶體有NaCl型 CsCl型 ZnS型等多種類型 即時應(yīng)用2 一種離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示 其中陽離子A用表示 陰離子B用表示 1 每個晶胞中含A的數(shù)目為 個 含B的數(shù)目為 個 2 若A的核外電子排布與Ar的相同 B的核外電子排布與Ne的相同 則該離子化合物的化學(xué)式為 3 該離子晶體中陽離子的配位數(shù)為 陰離子的配位數(shù)為 答案 1 48 2 CaF2 3 84 某離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示 試求 1 晶體中每一個Y同時吸引著 個X 每個X同時吸引著 個Y 該晶體的化學(xué)式是 2 晶體中在每個X周圍與它最接近且距離相等的X共有 個 3 晶體中距離最近的2個X與一個Y形成的夾角 XYX 為 思路點(diǎn)撥 離子晶體的化學(xué)式可由晶胞中粒子中的連接情況分析可得 解析 1 觀察圖形 Y位于晶胞立方體內(nèi) 與Y成鍵的X全部在圖中顯示 每個Y吸引4個X X位于晶胞立方體的8個頂點(diǎn)和6個面心 假如以頂點(diǎn)X計(jì)算它吸引的Y數(shù) 很清楚看到 每個頂點(diǎn)X在本晶胞內(nèi)只與1個Y吸引 因?yàn)轫旤c(diǎn)X是8個晶胞的共同頂點(diǎn) 每個晶胞應(yīng)與本晶胞相同 有1個Y與這個頂點(diǎn)X相吸引 所以每個X同時吸引的Y是8個 X Y的配位數(shù)之比為8 4 所以化學(xué)式應(yīng)為XY2或Y2X 2 跟1個X緊鄰的其它X數(shù)目有12個 觀察時可以一個頂點(diǎn)X為準(zhǔn) 它同時處于互為垂直關(guān)系的三個平面上 每個平面上有4個X與它緊鄰 故共有12個 3 圖中可看出來 每個Y向四周伸出4個化學(xué)鍵 其形與CH4的四個鍵是相同的 鍵的夾角為109 5 如果要證明得更詳細(xì)些 我們可以通過晶胞中心 把晶胞再 切 上互相垂直的 三刀 使晶胞成為8個小立方體 這時8個Y正位于8個小立方體的中心 而X位于小立方體互為對角關(guān)系的4個頂點(diǎn)上 這4個X構(gòu)成一個正四面體 Y恰好在正四面體的體心 角XYX為109 5 答案 1 48XY2 或Y2X 2 12 3 109 5 規(guī)律方法 原子X的周圍有a個Y Y原子周圍有b個X 則化學(xué)式為XbYa NaF NaI MgO均為離子化合物 根據(jù)下列數(shù)據(jù) 這三種化合物的熔點(diǎn)高低順序是 A B C D 思路點(diǎn)撥 離子晶體的熔點(diǎn)高低 取決于晶格能的大小 而晶格能的大小與離子電荷數(shù)以及粒子半徑有關(guān) 答案 B 規(guī)律方法 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全