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文檔簡介

1、第三章 晶體結構與性質第一節 晶體常識 學習重難點:1、晶體與非晶體的區別2、晶體的特征3、知道晶胞的概念,了解晶胞與晶體的關系,學會通過分析晶胞得出晶體的組成。學習過程:前面我們討論過原子結構、分子結構,對于化學鍵的形成也有了初步的了解,同時也知道組成千萬種物質的質點可以是離子、原子或分子。又根據物質在不同溫度和壓強下,物質主要分為三態:氣態、液態和固態。固體又可按一定的標準分為晶體和非晶體。如蠟狀白磷、黃色的硫磺、紫黑色的碘、高錳酸鉀這一類固體,有著自己有序的排列,我們把它們稱為晶體;而像玻璃這一類固體,本身原子排列雜亂無章,稱它為非晶體。一、晶體與非晶體1、晶體:絕大數固體非晶體:如玻璃

2、、松香、硅藻土、橡膠、瀝青等2、晶體與非晶體的本質差異晶體與非晶體的本質差異自范性微觀結構晶體 粒子在三維空間里呈周期性有序排列非晶體 粒子排列相對無序自范性:晶體能自發性地呈現多面體外形的性質。所謂自范性即“自發”進行,但這里得注意,“自發”過程的實現仍需一定的條件。例如:水能自發地從高處流向低處,但不打開攔截水流的閘門,水庫里的水不能下瀉。注意:自范性需要一定的條件,其中最重要的條件是 。見課本:同樣是熔融態的二氧化硅,快速的冷卻得到看不到晶體外形的瑪瑙,而緩慢冷卻得到的是晶體外形的水晶,其實,瑪瑙和水晶都是二氧化硅晶體。許多固體的粉末用肉眼是看不見晶體的,但我們可以借助于顯微鏡觀察,這也

3、證明固體粉末仍是晶體,只不過晶粒太小,肉眼看不到而已。那么得到晶體的途徑,除了用上述的冷卻的方法,還有沒有其它途徑呢? 3、晶體形成的一般途徑:(1) (如從熔融態結晶出來的硫晶體)(2) (如凝華得到的碘晶體);(3) (如從硫酸銅飽和溶液中析出的硫酸銅晶體)4、晶體的特點:(1) ;(2) ;(3) 。解析:對于同一幅圖案來說,從不同的方向審視,也會產生不同的感受,那么對于晶體來說,許多物理性質:如硬度、導熱性、光學性質等,因研究角度不同而產生差異,即為各向異性。例如:藍晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同;石墨在與層垂直的方向上的導電率與層平行的方向上的導電率11

4、04。小結:可以根據晶體特點區別某一固體屬于晶體還是非晶體。然而,區別晶體與非晶體最可靠的科學方法是利用x-射線衍射實驗。(4)x-射線衍射(若是晶體,則X-射線透過會在記錄儀上看到分立的斑點或者明銳的譜線)晶體具有以上特點本質上都是因為粒子在三維空間里呈周期性有序排列總結:晶體:質點(分子、離子、原子)在三維空間里呈周期性有序排列的物質。 【鞏固練習】1、下列關于晶體與非晶體的說法正確的是:( C)A晶體一定比非晶體的熔點高 B晶體有自范性但排列無序C非晶體無自范性而且排列無序 D固體SiO2一定是晶體2、區別晶體與非晶體最可靠的科學方法是: ( D )A熔沸點 B硬度 C顏色 Dx-射線衍

5、射實驗3、晶體與非晶體的嚴格判別可采用 D A有否自范性 B有否各向同性 C有否固定熔點 D有否周期性結構4、下列不屬于晶體的特點是 D A一定有固定的幾何外形 B一定有各向異性C一定有固定的熔點 D一定是無色透明的固體5、下列過程可以得到晶體的有 D A對NaCl飽和溶液降溫,所得到的固體B氣態H2O冷卻為液態,然后再冷卻成的固態C熔融的KNO3冷卻后所得的固體D將液態的玻璃冷卻成所得到的固體二、晶胞1、 晶體中最小的重復結構單元 是晶胞。 一般來說,晶胞都是平行六面體。但基本的結構單元只要有完全等價的頂點、完全等價的平行面和完全等價的平行棱,且能代表晶體的化學組成,都可當作晶胞對待。2、晶

6、體和晶胞的關系:整塊晶體可以看成是數量巨大的晶胞“無隙并置”而成。無隙是指: 晶胞之間沒有任何間隙 并置是指: 平行排列 3、晶胞中粒子數的計算方法:晶胞任意位置上的一個原子A如果是被x個晶胞所共有,那么,屬于該晶胞的就是1/x。以立方體晶胞為例:凡處于立方體頂點的微粒,同時為 8 個晶胞共有,屬于該晶胞的為 1/8 ;凡處于立方體棱上的微粒,同時為 4 個晶胞共有,屬于該晶胞的為 1/4 ;凡處于立方體面上的微粒,同時為 2 個晶胞共有,屬于該晶胞的為 1/2 ;凡處于立方體體心的微粒,完全屬于該晶胞。完成課本64頁“學與問”【鞏固練習】1、某離子化合物的晶胞如右圖所示立體結構,晶胞是整個晶

7、體中最基本的重復單位。陽離子位于此晶胞的中心,陰離子位于8個頂點,該離子化合物中,陰、陽離子個數比是 ( D)A18 B14 C12 D112、某物質的晶體中含A、B、C三種元素,其排列方式如圖所示(其中前后兩面心上的B原子未能畫出),晶體中A、B、C的中原子個數之比依次為 ( A ) A1:3:1 B2:3:1 C2:2:1 D1:3:3 3、如右圖石墨晶體結構的每一層里平均每個最小的正六邊形占有碳原子數目為 ( A)A2 B3 C4 D6 4、右圖是石英晶體平面示意圖,它實際上是立體的網狀結構,其中硅、氧原子數之比為 1:2 。原硅酸根離子SiO44的結構可表示為 二聚硅酸根離子Si2O7

8、6中,只有硅氧鍵,它的 結構可表示為 略 。第二節 分子晶體與原子晶體【學習重點】1、分子晶體、原子晶體的概念2、晶體類型與性質之間的關系3、氫鍵對物質物理性質的影響【學習難點】1、分子晶體、原子晶體的結構特點2、氫鍵對冰晶體結構和性質的影響【知識要點】復習引入:晶胞是晶體的基本結構單元,整塊晶體可以看作是成千上萬個晶胞“無隙并置”而成的。絕大多數固體都是晶體。根據晶體的構成粒子和粒子間的相互作用力的不同,可將晶體分為如下5種:分子晶體原子晶體晶體 離子晶體金屬晶體混合晶體一、分子晶體1、定義:只含分子的晶體(即分子構成的晶體)2、構成粒子: 3、微粒間作用力: 范德華力(普遍存在)分子間作用

9、力 氫鍵 (某些微粒間存在)思考:分子晶體中是否一定有化學鍵?分子晶體熔化是否一定破壞化學鍵?分子晶體間作用力越大,是否越穩定?分子晶體中是否存在單個的小分子?分子晶體中除分子間作用力外,是否還存在其它的微粒間作用力?4、物理性質 (1)熔沸點較 ,易升華,易揮發 (2)硬度 ,易壓縮(3)固態、熔融態均不導電 (因為構成粒子是分子) (4)一般符合“相似相溶”原理5、常見的分子晶體 (1)所有非金屬元素的氫化物 (H顯1價) (2)部分非金屬單質(硼晶體、金剛石、晶體硅等除外)(3)部分非金屬氧化物(二氧化硅等除外) (4)幾乎所有的酸(一般認為中學出現的酸全是)(5)絕大多數有機物的晶體(

10、高分子化合物除外)(6)根據題目信息:如熔沸點較低、易揮發、常溫為液態(Hg除外)、熔融狀態不導電等 6、分子晶體的結構特征 (1)分子間作用力只存在范德華力 以CO2為例:如右圖為干冰晶體的晶胞,立方體的 和 各有一個CO2分子,因此,每個晶胞中有 個CO2分子。 在干冰晶體中,每個CO2分子距離最接近且相等的CO2分子有 個。 象這種在分子晶體中以一個分子為中心,其周圍通常可以有12個緊鄰的分子的特征稱為 。(若將CO2分子換成O2、I2或C60等分子,干冰的晶體結構就變成了O2、I2或C60的晶體結構。) (2)分子間作用力既存在范德華力,又存在氫鍵 以冰為例分析:冰中水分子間的主要作用

11、力是氫鍵,在冰的晶體中,每個水分子周圍只有 個緊鄰的水分子(如右圖),雖然氫鍵不屬于化學鍵,卻也具有方向性,即氫鍵的存在迫使在正四面體中心的水分子與四面體頂點方向的4個相鄰的水分子相互吸引。這一排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高,留著相當大的空隙。當冰剛剛開始融化為液態水時,熱運動使冰的結構部分解體(此時主要破壞的是氫鍵),水分子間的空隙減小,密度反而增大;而超過4時由于熱運動加劇(此時主要破壞的是范德華力),水分子間的距離加大,密度漸漸減小。此時只有少數水分子間形成氫鍵。當達到水的沸點時,水分子間的氫鍵絕大部分被破壞,形成單個的水分子。即固態和液態水中,不同數目的水分子間都會存在氫鍵,因

12、而它們的化學式有時又可寫作(H2O)n。等質量時固態水中形成的氫鍵比液態水中形成的氫鍵更多。所以, 的水的密度最大。當液態水繼續升溫完全汽化變成水蒸氣時,水分子間的氫鍵完全破壞,即 態水中無氫鍵存在。比較干冰與冰:外觀分子間作用力緊鄰分子數硬度熔點密度干冰外形相似 相似相對較 相對較 冰和相對較 相對較 7、比較分子晶體熔沸點的高低的方法(1)看狀態:一般來說,固體 液體 氣體(2)看分子間作用力,若有氫鍵 無氫鍵(3)看分子量,分子量大,范德華力 ,熔沸點 。(4)分子量相近,看分子極性,極性越大,熔沸點 。過渡:SiO2與CO2組成相似,均為酸性氧化物,化學性質相似,但是物理性質存在明顯差

13、異。SiO2晶體熔沸點高、硬度大,干冰晶體熔沸點低、硬度小等。二、原子晶體1、定義:所有 都以 鍵相互結合形成 結構的晶體。2、構成粒子: 3、微粒間作用力: ,(所以原子晶體又叫 晶體)思考:能否說有共價鍵的晶體是原子晶體?能否說構成微粒為原子的是原子晶體?能否說原子間均以共價鍵連接的為原子晶體?原子晶體中是否存在單個的小分子?【過渡】:由于原子晶體中原子間均以共價鍵結合,且形成空間網狀結構,作用力很大。因而要使其熔化、氣化時需要較多的能量,這使原子晶體與分子晶體的物理性質存在很大的差異。4、物理性質 (1)熔沸點 克服共價鍵鍵能 一般來說,原子半徑越 ,鍵長越 ,鍵能越 ,熔沸點越 。 如

14、:比較金剛石、SiC、Si晶體的熔沸點高低。 (2)硬度很 (3)不溶于一般溶劑 (4)一般不導電(個別為半導體,如Si、Ge等)5、典型的原子晶體 (1)某些非金屬單質 (硼晶體、金剛石、晶體硅、鍺等) 金剛石 a、每個金剛石晶胞中含有 個碳原子,最小的碳環為 元環,并且不在同一平面(實際為椅式結構),碳原子為sp3雜化 b、每個碳原子被 個六元環共用,每個共價鍵被 個六元環共用 c、12g金剛石中有 mol共價鍵,碳原子與共價鍵之比為 Si 由于Si與碳同主族,晶體Si的結構同金剛石的結構。將金剛石晶胞中的C原子全部換成Si原子,健長稍長些便可得到晶體硅的晶胞。(2)某些非金屬化合物【Si

15、O2、SiC(金剛砂)、BN(氮化硼)、Si3N4等】 SiC 將金剛石晶胞中的一個C原子周圍與之連接的4個C原子全部換成Si原子,鍵長稍長些便可得到SiC的晶胞。(其中晶胞的8個頂點和6個面心為Si原子,4個互不相鄰的立方體體心的為C原子,反之亦可) a、每個SiC晶胞中含有 個硅原子,含有 個碳原子b、1mol SiC晶體中有 mol SiC共價鍵 SiO2 在晶體硅的晶胞中,在每2個Si之間插入1個O原子,SiO便可得到SiO2晶胞。 a、SiO2晶體中最小的環為 元環b、每個Si原子被 個十二元環共用,每個O原子被 個十二元環共用 c、每個SiO2晶胞中含有 個Si原子,含有 個O原子

16、d、1mol Si O2晶體中有 mol共價鍵 6、比較原子晶體熔沸點的高低的方法 主要看共價鍵鍵能取決于原子半徑大小【鞏固練習】1、科學家最近又發現了一種新能源“可燃冰”它的主要成分是甲烷與水分子的結晶水合物(CH4·nH2O)。其形成:埋于海底地層深處的大量有機質在缺氧環境中,厭氧性細菌把有機質分解,最后形成石油和天然氣(石油氣),其中許多天然氣被包進水分子中,在海底的低溫與高壓下形成了類似冰的透明晶體,這就是“可燃冰”。又知甲烷同CO2一樣也是溫室氣體。這種可燃冰的晶體類型是 BA離子晶體 B分子晶體 C原子晶體 D金屬晶體2、當SO3晶體熔化或氣化時,下述各項中發生變化的是

17、BD A分子內化學鍵 B分子間距離 C分子構型 D分子間作用力 3、分子晶體中如果只有范德華力,它的晶體一般采用密堆積結構,原因是分子晶體中A范德華力無方向性和飽和性 B占據晶格結點的粒子是原子C化學鍵是共價鍵 D三者都是4、氮化硼是一種新合成的結構材料,它是超硬、耐磨、耐高溫的物質,下列各組物質熔化時所克服的粒子間的作用與氮化硼熔化時所克服的粒子間作用相同的是 A硝酸鈉和金剛石 B晶體硅和水晶 C冰和干冰 D苯和酒精5、下列說法錯誤的是A金剛石結構C原子sp3雜化 B金屬氧化物不可能形成原子晶體C寶石的主要成分是碳 D金剛石熔沸點比任何物質都高6、在金剛石的晶體中,含有由共價鍵形成的碳原子環

18、,其中最小的環上所需碳原子數及每個碳原子上任意兩個CC鍵間的夾角是 BA6個 120° B5個 108° C4個 109°28 D6個 109°287、關于下列常見晶體說法正確的是 AAO2和C60都是12個緊鄰的分子密堆積 B冰中每個水分子周圍有12個緊鄰的水分子C水在固態時密度一定比液態小 D干冰中,1個分子周圍有12的緊鄰分子,密度比冰小。8、有下列兩組命題 BCA組B組HI鍵鍵能大于HCl鍵鍵能HI比HCI穩定HI鍵鍵能小于HC1鍵鍵能HCl比HI穩定HI分子間作用力大于HCl分子間作用力HI沸點比HCl高HI分子間作用力小于HCl分子間作用力H

19、I沸點比HCl低B組中命題正確,且能用A組命題加以正確解釋的是 A B C D 9、水的狀態除了氣、液和固態外,還有玻璃態。它是由液態水急速冷卻到165K時形成的,玻璃態的水無固定形狀,不存在晶體結構,且密度與普通液態水的密度相同,有關玻璃態水的敘述正確的是 CA水由液態變為玻璃態,體積縮小 B水由液態變為玻璃態,體積膨脹C玻璃態是水的一種特殊狀態 D玻璃態水是分子晶體10、下列說法正確的是(NA為阿伏加德羅常數) BCA124 g P4含有PP鍵的個數為4NA B12 g石墨中含有CC鍵的個數為15NAC12 g金剛石中含有CC鍵的個數為2NA D60gSiO2中含SiO鍵的個數為2NA 二

20、、填空題 11、下列4種物質熔點沸點由高到低排列的是_金剛石(CC)鍺(GeGe)晶體硅(SiSi)金剛砂(SiC)12、德國和美國科學家首先制出由20個碳原子組成的 空心籠狀分子C20,該籠狀結構是由許多正五邊形構成 (如右圖)。請回答: C20分子共有_12_個正五邊形,共有_30_條 棱邊,C20晶體屬于_分子_(填晶體類型)。13、有A、B、C三種物質,每個分子都各有14個電子。其中A的分子屬于非極性分子,且只有非極性鍵:B的分子也屬于非極性分子,但既有極性鍵,又有非極性鍵;C的分子屬于極性分子。則A的電子式為 略 ,B的結構式為 略 。C的名稱是 一氧化碳 。第三節 金屬鍵 金屬晶體

21、一、金屬鍵1、金屬晶體定義:由 和 通過 鍵形成的具有一定幾何外形的晶體。2、構成微粒: 和 。3、微粒間的作用力: 鍵。 4、金屬的物理通性(用電子氣理論解釋)“電子氣理論”:金屬原子脫落下來的 形成遍布整塊晶體的“ ”,被所有原子共用,金屬鍵就是將所有原子維系在一起的這種金屬脫落價電子后形成的離子與“價電子氣”之間的強烈的相互作用。 導電性: 在外加電場作用下定向移動,所以能導電。 比較電解質溶液、金屬晶體導電的區別類別電解質溶液金屬晶體導電粒子過程(填化學變化、 物理變化)溫度影響溫度越高,導電能力越 溫度越高,導電能力越 導熱性: 與 碰撞傳遞熱量 。溫度升高金屬的導熱率 。延展性:

22、相對滑動,金屬離子與自由電子仍保持相互作用。 硬度和熔沸點:與金屬鍵的強弱有關。一般規律:原子半徑越小、金屬鍵就越 價電子數(即陽離子的的電荷)越 ,金屬鍵就越 。金屬鍵的強弱影響金屬晶體的物理性質。金屬鍵越強,硬度就越 ,熔沸點就越 。練習:比較下列金屬的熔點:Li Na K Rb;Na Mg Al二、金屬晶體的原子堆積模型 1.如果把金屬晶體中的原子看成直徑相等的球體,把他們放置在平面上,有幾種方式? (非最緊密排列)非密置層 (最緊密排列)密置層配位數為 配位數為 .非密置層在三維空間堆積方式簡單立方(如釙),平均每個晶胞含一個原子體心立方(鉀型),平均每個晶胞含二個原子.密置層在三維空

23、間堆積方式AB型:六方堆積ABC型:面心立方堆積歸納:2、金屬晶體原子堆積模型類型簡單立方 體心立方鉀型面心立方 銅型六方堆積鎂型代表金屬配位數(晶體結構中,與任何一個原子最近的原子數目)晶胞占有的原子數原子半徑(r)與立方體邊長為(a)的關系注:相鄰的球彼此接觸r(原子)= 注:體心對角線上的球彼此接觸注:立方體面上對角線上的球彼此接觸不做計算要求。空間利用率(晶胞中原子的體積占晶胞空間的百分率)歸納:3、四種晶體的比較晶體類型離子晶體分子晶體原子晶體金屬晶體定義陰陽離子間通過 形成的晶體分子間通過 形成的晶體相鄰原子間通過 結合而成的立體網狀的晶體由 和 間相互作用形成的晶體構成粒子 、

24、粒子間作用力 代表物NaCl,NaOH,MgSO4干冰,I2,P4,H2O CO2金剛石,SiC,晶體硅,SiO2鎂、鐵、金、鈉物理性質硬度較 ,熔點、沸點較 ,多數易溶于水等極性溶劑;熔化或溶于水時能導電。硬度 ,熔點、沸點 ;相似相溶;熔化時不導電,其水溶液可導電。硬度 ,熔點、沸點 ;難溶解;有的能導電,如晶體硅,但金剛石不導電。硬度差異較大,熔點、沸點差異較大,難溶于水(鈉、鈣等與水反應);晶體導電,熔化時也導電決定熔點、沸點高主要因素 三、混合晶體石墨不同于金剛石,它的碳原子不像金剛石的碳原子那樣呈sp3雜化.而是呈 雜化,形成平面六元并環結構,因此石墨晶體是層狀結構的,每一層內部碳

25、原子間是靠 相維系,層內的碳原子的核間距為142pm層間距離為335pm,說明層間沒有化學鍵相連,是靠 維系的;石墨的二維結構內,每一個碳原子的配位數為3,有一個末參與雜化的2p電子,它的原子軌道垂直于碳原子平面。石墨晶體中,既有共價鍵,又有金屬鍵,還有范德華力,不能簡單地歸屬于其中任何一種晶體,是一種混合晶體。【鞏固練習】習題1:下列晶體中,熔點最高的化合物是 (A)A金剛石 B食鹽 C石英 D鋁習題2:下列敘述正確的是 (BD) A同主族金屬的原子半徑越大,熔點越高 B稀有氣體的原子序數越大沸點越高 C晶體中存在離子的一定是離子晶體 D金屬晶體中的自由電子屬整個晶體共有習題3:含有離子的晶

26、體有 (AD)A離子晶體 B分子晶體C原子晶體 D金屬晶體習題4:下列每組物質發生狀態變化所克服的粒子間的相互作用屬于同種類型的是 (C) A食鹽和蔗糖熔化B鈉和硫熔化C碘和干冰升華D二氧化硅和氧化鈉熔化習題5:在下列有關晶體的敘述中錯誤的是 (C ) A離子晶體中,一定存在離子鍵B原子晶體中,只存在共價鍵C金屬晶體的熔、沸點均很高D稀有氣體的原子能形成分子晶體習題6:下列說法中正確的是 ( CD ) A金屬氧化物一定是堿性氧化物 B金屬的導電性隨溫度的升高而增強 C金屬在反應中都表現還原性 D金屬單質固態時形成金屬晶體 習題7:下列敘述正確的是 (C) A熔點:鈉>鎂>鋁 B因為

27、氧化鋁是兩性氧化物,所以它的熔點較低 C三氯化鋁晶體易溶于水,易溶于乙醚,熔點為200左右,所以它是分子晶體 D所有的金屬在室溫時都是固體習題8:.下列物質所屬晶體類型分類正確的是 ( D ) 原子晶體分子晶體離子晶體金屬晶體A石墨冰金剛石硫酸B生石灰固態氨食鹽汞C石膏氯化銫明礬氯化鎂D金剛石干冰芒硝鐵習題9: 右圖是金屬鐵晶體結構的示意圖已知:金屬鐵的密度為7.8 g·cm-3。求:鐵原子的半徑。答案為(1.245×108cm)習題10: 右圖是金屬鋁晶體結構的示意圖已知:金屬鋁的密度為2.7g·cm-3。求:緊鄰的鋁原子的半徑。答案為(1.43×10

28、8cm)金屬知識材料小結 金屬的物理性質由于金屬晶體中存在大量的自由電子和金屬離子(或原子)排列很緊密,使金屬具有很多共同的性質。 (1)狀態:通常情況下,除 外都是固體。 (2)金屬光澤:多數金屬具有光澤。但除Mg、Al、 Cu、Au在粉末狀態有光澤外,其他金屬在塊狀時才表現出來。 (3)易導電、導熱:由于金屬晶體中自由電子的運動,使金屬易導電、導熱。 (4)延展性 (5)熔點及硬度:由金屬晶體中金屬離子跟自由電子間的作用強弱決定。金屬除有共同的物理性質外,還具有各自的特性。 顏色:絕大多數金屬都是銀白色,有少數金屬具有顏色。如Au 金黃色 Cu 紫紅色 Cs 銀白略帶金色。 密度:與原子半

29、徑、相對原子質量、晶體質點排列的緊密程度有關。最重的為 (Os) 最輕的為 (Li) 熔點:最高的為 (W),最低的為 (Hg) 硬度:最硬的金屬為 (Cr),最的金屬為 (Cs)。 導電性:導電性能強的為 (Ag)。 延展性:延性最好的為 (Pt),展性最好的為 (Au)。第四節 離子晶體【教學目標】1、掌握離子晶體的概念,能識別氯化鈉、氯化銫、氟化鈣的晶胞結構。2、學會離子晶體的性質與晶胞結構的關系。3、通過探究知道離子晶體的配位數與離子半徑比的關系。4、通過碳酸鹽的熱分解溫度與陽離子半徑的自學,拓展學生視野。5、通過分析數據和信息,能說明晶格能的大小與離子晶體性質的關系。【重點、難點】1

30、、離子晶體的物理性質的特點2、離子晶體配位數及其影響因素3、晶格能的定義和應用。【基礎知識】復習回顧:1、什么是離子鍵? 什么是離子化合物? 2、下列物質中哪些是離子化合物?哪些是只含離子鍵的離子化合物?Na2O NH4Cl O2 Na2SO4 NaCl CsCl CaF2一、離子晶體1、離子晶體定義:由 和 通過 結合而成的晶體(1)構成微粒: (2)相互作用: (3)種類繁多:離子晶體有:強堿、活潑金屬氧化物、絕大多數鹽(4)不存在單個小分子,為“巨分子”。思考:下列物質的晶體,哪些屬離子晶體?離子晶體與離子化合物之間的關系是什么? 干冰、NaOH、H2SO4 、K2SO4 、NH4Cl、

31、CsCl思考: 1、含有陽離子的晶體中一定有陰離子?2 、離子晶體必含離子鍵?3、離子晶體只含離子鍵?4 、共價化合物中也可含離子鍵?NaCl 、CsCl晶體模型NaCl晶體:1)、在一個NaCl晶胞中,有 個Na+,有 個Cl。 2)、在NaCl晶體中,每個Na+同時強烈吸引 個Cl,形成 形; 每個Cl同時強烈吸引 個Na+。離子晶體中與某離子距離最近的異性離子的數目叫該離子的配位數 。則NaCl晶體中,Na+ 和Cl的配位數分別為 、 。3)、在NaCl晶體中,每個Na+周圍與它最接近且距離相等的Na+共有 個。同理:每個Cl周圍與它最接近且距離相等的Cl共有 個。CsCl晶體:1)、在

32、一個CsCl晶胞中,有 個Cs+,有 個Cl。2)、在CsCl晶體中,每個Cs+同時強烈吸引 個Cl,即 Cs+的配位數為 每個Cl 同時強烈吸引 個Cs+,即Cl的配位數為 。3)、在CsCl晶體中,每個Cs+周圍與它最接近且距離相等的Cs+共有 個,形成 形。同理:在CsCl晶體中,每個Cl周圍與它最接近且距離相等的Cl共有 個。討論:為什么NaCl、CsCl化學式相似,空間結構不同?結論:AB型離子晶體的配位數與陰、陽離子的半徑比有關ZnS晶胞:1)1個ZnS晶胞中,有 個S2,有 個Zn2。2)Zn2的配位數為 。S2的配位數為 。2 、決定離子晶體結構(即配位數)的因素 1)、幾何因

33、素晶體中正、負離子的半徑比 半徑比(r+/r_)0.20.40.40.70.71.01.0配位數46810代表物ZnSNaClCsClCsF結論:AB型離子晶體中,陰、陽離子的配位數相等,但正、負離子的半徑比越大,離子的配位數越大。2)、電荷因素-晶體中正、負離子的電荷比1)、1個CaF2的晶胞中,有 個Ca2, 有 個F。2)、CaF2的晶體中,Ca2和F的配位數不同,Ca2配位數是 ,F的配位數是 。3) 、鍵性因素 離子鍵的純粹程度3、離子晶體的物理性質及解釋1)熔、沸點 (常溫下都為 態) 硬度較 ,難壓縮。理由: 離子晶體熔、沸點高低一般比較規律:陰、陽離子的電荷數之積越大,離子半徑

34、越小,離子鍵越強,離子晶體熔、沸點越高。比較下列離子晶體熔、沸點高低:NaCl CsCl; MgO MgCl22)、固體 導電,熔融狀態下 導電,水溶液 導電.3)、溶解性:大多 溶于極性溶劑, 溶于非極性溶劑.二、晶格能1、定義:氣態離子形成1mol離子晶體時釋放的能量。2、規律:(1)離子電荷越大,離子半徑越小,則離子晶體的晶格能越大。(2)晶格能越大,形成的離子晶體越穩定,熔點越高,硬度越大。3、巖漿晶出規則:晶格能越高的晶體,越穩定,越容易在巖漿冷卻過程中先結晶析出。(美國礦物學家鮑文)【鞏固練習】1、下列含有極性鍵的離子晶體是 ( B ) 醋酸鈉 氫氧化鉀 金剛石 乙醇 氯化鈣A、 B、 C、 D、2、下列說法正確的是 ( B )A、一種金屬元素和一種非金屬元素一定能形成離子化合物B、離子鍵只存在于離子化合物中C、共價鍵只存在于共價化合物中D、離子化合物中必定含有金屬元素3、下列大小關系正確的是 ( B )A、晶格能:NaCl < NaBr B、硬度:MgO > CaO C、熔點:NaI > NaBr D、熔沸點:CO2 > NaCl4、已知KCl的晶體結構與NaCl的相似,則KCl晶體中K+的 C.N.是 6 , Cl-的C.N.是 6 。5、下表列出了鈉的鹵化物和

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