高中化學 第三章 晶體結構與性質 3.4 離子晶體課件 新人教版選修3.ppt

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目標導航,預習導引,目標導航,預習導引,一,二,三,一、離子鍵 1.離子鍵的實質:是靜電作用,它包括陰、陽離子之間的引力和兩種離子的原子核之間以及它們的電子之間的斥力兩個方面,當引力與斥力之間達到平衡時,就形成了穩(wěn)定的離子化合物,它不顯電性。 2.離子鍵的特征:沒有方向性和飽和性。因此,以離子鍵結合的化合物傾向于形成緊密堆積,使每個離子周圍盡可能多地排列異性電荷的離子,從而達到穩(wěn)定的目的。,,,,,,,,,,,目標導航,預習導引,一,二,三,二、離子晶體 1.離子晶體:陽離子和陰離子通過離子鍵結合而成的晶體稱為離子晶體。 2.常見離子晶體的配位數:在NaCl晶體中陽離子和陰離子的配位數都是6;在CsCl晶體中,陽離子和陰離子的配位數都是8;在CaF2晶體中,Ca2+的配位數為8,F-的配位數為4。 3.離子晶體中陰陽離子配位數的決定因素有三:幾何因素、電荷因素和鍵性因素。 4.離子晶體的物理性質:硬度大,難壓縮,熔、沸點高。,,,,,,,,,目標導航,預習導引,一,二,三,①離子晶體中只存在離子鍵嗎?②晶體中只要有陽離子,就一定存在陰離子嗎?③離子晶體是否全部由金屬元素與非金屬元素組成? 答案:①離子晶體中還可能存在共價鍵,如Na2SO4、KNO3、NH4Cl、Ca(OH)2等晶體中除了離子鍵之外,還存在共價鍵。 ②晶體中有陽離子不一定有陰離子,如金屬晶體是由金屬陽離子和自由電子構成的,但若有陰離子必然有陽離子。 ③全部由非金屬元素形成的晶體,也可能是離子晶體,如銨鹽。,目標導航,預習導引,一,二,三,三、晶格能 1.離子晶體的晶格能:氣態(tài)離子形成1摩離子晶體釋放的能量。 2.晶格能對離子晶體的影響:晶格能越大,形成的離子晶體越穩(wěn)定,離子晶體的熔點越高,硬度越大。 3.晶格能的影響因素:晶格能的大小取決于構成離子晶體的陰陽離子所帶的電荷數、離子半徑的大小以及離子晶體的結構。,為何Na2O的晶格能大于NaF的,而KCl的晶格能大于KI的? 答案:晶格能與離子所帶的電荷成正比,而與離子半徑的大小成反比。在Na2O和NaF中,O2-所帶的電荷比F-的多,故Na2O的晶格能大于NaF的;而KCl和KI中,Cl-的半徑小于I-的,故KCl的晶格能大于KI的。,,,,,,,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,一、離子晶體的物理性質 1.離子晶體具有較高的熔點、沸點,難揮發(fā)。要克服離子鍵使離子晶體熔化和沸騰,就需要較多的能量,故離子晶體具有較高的熔點、沸點,并且難揮發(fā)。 2.離子晶體硬而脆。離子晶體中,陰、陽離子間有較強的離子鍵,離子鍵表現了較大的硬度,當晶體受到沖擊力作用時,部分離子鍵發(fā)生斷裂,導致晶體破碎。,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,3.離子晶體不導電,熔融或溶于水后能導電。離子晶體中,離子鍵較強,無自由移動的離子,因此離子晶體不導電。當升高溫度時,陰、陽離子獲得足夠能量,克服了離子間的相互作用,成了自由移動的離子,在外界電場作用下,離子定向移動而導電。離子化合物溶于水時,陰、陽離子受到水分子作用變成了自由移動的離子(或水合離子),在外界電場作用下,陰、陽離子定向移動而導電。 4.大多數離子晶體易溶于極性溶劑(如水)中,難溶于非極性溶劑(如汽油、煤油)中。,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,為什么大多數離子晶體易溶于水而難溶于CCl4? 答案:大多數離子晶體易溶于極性溶劑(如水)中,難溶于非極性溶劑(如苯、CCl4)中。當把離子晶體放在水中時,極性水分子對離子晶體中的離子產生吸引,使晶體中的離子克服離子間的作用而離開晶體,變成在水中自由移動的離子。,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,【例1】 下列性質適合于離子晶體的是( ) (導學號52700048) ①熔點1 070 ℃,易溶于水,水溶液能導電 ②熔點10.31 ℃,液態(tài)不導電,水溶液能導電 ③能溶于CS2,熔點112.8 ℃,沸點444.6 ℃ ④熔點97.81 ℃,質軟,導電,密度0.97 gcm-3 ⑤熔點-218 ℃,難溶于水 ⑥熔點3 900 ℃,硬度很大,不導電 ⑦難溶于水,固態(tài)時能導電,升溫時導電能力減弱 ⑧難溶于水,熔點高,固體不導電,熔化時導電 A.①⑧ B.②③⑥ C.①④⑦ D.②⑤ 解析:離子晶體液態(tài)時能導電,難溶于非極性溶劑,熔點較高、質硬而脆,固體不導電,故②③④⑤⑦均不符合離子晶體的特點;⑥中物質熔點達3 900 ℃,硬度很大,應是原子晶體。故只有①⑧符合題意。 答案:A,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,堿金屬和鹵素形成的化合物大多具有的性質是 ( ) ①較高沸點 ②能溶于水 ③水溶液能導電 ④熔點很低 ⑤熔融狀態(tài)不導電 A.①②③ B.③④⑤ C.①④⑤ D.②③⑤ 解析:堿金屬與鹵素形成的化合物為離子晶體,離子晶體具有較高的熔、沸點,在熔融狀態(tài)下能導電;溶于水后形成自由移動的離子,也能導電。 答案:A,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,二、影響離子晶體結構的因素,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,正負離子半徑比與配位數的關系,2.電荷因素 在NaCl晶體、CsCl晶體中,由于正負離子電荷數(絕對值)相同,因而正負離子的個數相同,結果導致正負離子的配位數相同。若正負離子的電荷數不相同,正負離子的個數必定不相同,正負離子的配位數就不會相同(如CaF2晶體)。因此正負離子的電荷比是決定離子晶體結構的重要因素,簡稱電荷因素。,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,【例2】 鋇在氧氣中燃燒時得到一種鋇的氧化物晶體,結構如圖所示,有關說法不正確的是( ) A.該晶體屬于離子晶體 B.晶體的化學式為Ba2O2 C.該晶體晶胞結構與NaCl相似 D.與每個Ba2+距離相等且最近的Ba2+共有12個 答案:B,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,金屬晶體和離子晶體是重要晶體類型。下列關于它們的說法中,正確的是( ) (導學號52700049) A.金屬晶體和離子晶體在固態(tài)時都能導電 B.在鎂晶體中,1個Mg2+只與2個價電子存在強烈的相互作用 C.金屬晶體和離子晶體都可采取“緊密堆積”方式,原子晶體都可采取“非緊密堆積”方式 D.金屬晶體和離子晶體中分別存在金屬鍵和離子鍵等相互作用,很難斷裂,因而都具有延展性 解析:離子晶體在固態(tài)時不導電,A項錯;在金屬晶體中,價電子為所有陽離子共用,B項錯;離子晶體無延展性,D項錯。 答案:C,案例探究,方法總結,氧化鈣在2 973 K時熔化,而氯化鈉在1 074 K時熔化,兩者的離子間距離和晶體結構類似,有關它們熔點差別較大的原因敘述不正確的是( ) (導學號52700050) A.氧化鈣晶體中陰、陽離子所帶的電荷數多 B.氧化鈣的晶格能比氯化鈉的晶格能大 C.氧化鈣晶體的結構類型與氯化鈉晶體的結構類型不同 D.在氧化鈣與氯化鈉的離子核間距類似的情況下,晶格能主要由陰、陽離子所帶電荷的多少決定 解析:CaO和NaCl比較,二者離子間距離和晶體結構類似,而Ca2+和O2-所帶電荷數均比Na+、Cl-多,所以CaO的晶格能比NaCl的大,CaO中的離子鍵強,其熔點比NaCl的高。 答案:C,案例探究,方法總結,晶格能的大小主要根據庫侖定律判斷,由庫侖定律知:晶格能與電荷數成正比,與離子核間距成反比。即 。q(離子電荷)越大,r(離子核間距)越小, U(晶格能)越大,離子鍵越強,物質的熔點越高。,