1、新突破化學選修三蘇教專用講義+精練：專題-第二單元-離子鍵-離子晶體-含解析目標導航1.理解離子鍵、離子晶體的概念，并知道離子晶體結構與性質的關系。能用電子式表示離子鍵及其形成過程。2.了解晶格能的概念；知道影響晶格能大小的因素并能用晶格能推斷離子晶體熔、沸點的高低。一、離子鍵的形成1形成過程離子化合物中，陰、陽離子間的靜電引力使陰、陽離子相互吸引，而陰、陽離子的核外電子之間、原子核之間的靜電斥力使陰、陽離子相互排斥。當陰、陽離子間的靜電引力和靜電斥力達到平衡時，陰、陽離子保持一定的平衡核間距，形成穩定的離子鍵，整個體系達到能量最低狀態。2成鍵特征陰、陽離子球形對稱，電荷分布也是球形對稱，它們

2、在空間各個方向上的靜電作用相同，在各個方向上一個離子可同時吸引多個帶相反電荷的離子，故離子鍵無方向性和飽和性。議一議1離子鍵的形成條件是什么？答案元素的電負性差值比較大。成鍵的兩元素的電負性差用X表示，一般情況下，當X>, 發生電子轉移，形成離子鍵；當X<，不發生電子轉移，形成共用電子對，原子間形成共價鍵。2用電子式表示下列離子或化合物。(1)Mg2_；OH_；NH_；O_。(2)Na2O_；Na2O2_；Na3N_；MgCl2_；NaOH_；CaC2_。答案(1)Mg2HHH2(2)Na2NaNa2NaMg2NaHCa2CC2二、離子晶體1概念離子晶體是陰、陽離子通過離子鍵而形成

3、的晶體。構成離子晶體的微粒是陰離子和陽離子，微粒間的作用力是離子鍵。2晶格能(1)概念：拆開1_mol離子晶體使之形成氣態陰離子和氣態陽離子所吸收的能量。(2)晶格能對離子晶體性質的影響：晶格能越大，離子鍵越牢固，晶體的熔點越高，硬度越大，穩定性越強。(3)影響因素3常見離子晶體的結構(1)在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。在每個Na周圍最近且等距離的Na有12個(同層4個，上層4個，下層4個)，在每個Cl周圍最近且等距離的Cl也有12個。在NaCl晶體的最小結構單元(一個晶胞)中，含Na：112×4；含Cl：

4、8×6×4。故Na與Cl個數比為4411。所以，化學式NaCl僅表示該離子晶體中陰陽離子的個數比。在NaCl晶體中不存在單個的分子。(2)CsCl晶體中，每個Cs周圍同時吸引著8個Cl，每個Cl周圍同時吸引著8個Cs。在每個Cs周圍最近且等距離的Cs有6個(上、下、左、右、前、后)，在每個Cl周圍最近且等距離的Cl也有6個。在CsCl晶體的最小結構單元(一個晶胞)中，含Cs：8×1個；含Cl：1個。故Cs與Cl個數比為11。化學式CsCl僅表示這種晶體中陰、陽離子個數之比。同樣在氯化銫晶體中不存在單個的氯化銫分子。議一議1連線題。答案A(2)B(3)C(1)2影響

5、晶格能大小的因素有哪些？答案影響晶格能的因素：離子所帶的電荷數和陰、陽離子間的距離。晶格能與離子所帶電荷數的乘積成正比，與陰、陽離子間的距離成反比。3如何比較NaF、MgF2、AlF3的晶格能大小以及熔點高低？答案因為Na、Mg2、Al3三種離子所帶電荷逐漸增多，離子半徑：r(Na)>r(Mg2)>r(Al3)，離子鍵強度：AlF3>MgF2>NaF，所以晶格能大小順序為AlF3>MgF2>NaF。熔點由高到低順序為AlF3>MgF2>NaF。4正誤判斷，正確的打“”，錯誤的打“×”。(1)離子晶體中只含有離子鍵，沒有共價鍵()(2)離

6、子晶體熔沸點一般比較高()(3)晶格能越大，離子鍵越弱，離子晶體的熔沸點就越低()(4)離子晶體中每個離子周圍均吸引著6個帶相反電荷的離子()(5)只有非金屬元素不可能形成離子鍵()(6)離子晶體在任何情況下都可以導電()(7)離子晶體均易溶于水()(8)離子晶體熔化時破壞了離子鍵()答案(1)×(2)(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)5根據晶格能的知識回答：(1)為何Na2O的晶格能大于NaF，而KCl的晶格能大于KI答案晶格能與離子所帶的電荷數成正比，而與離子半徑的大小成反比。在Na2O和NaF中，O2所帶的電荷數比F

7、多，故Na2O的晶格能大于NaF；而KCl和KI中，Cl半徑小于I的半徑，故KCl的晶格能大于KI。(2)KCl、MgO、CaO的晶體結構與NaCl的晶體結構相似，KCl、CaO、MgO三種離子晶體熔點從高到低的順序是_。答案MgOCaOKCl一、離子晶體的結構與性質1離子晶體的結構(1)離子晶體微粒之間的作用力是離子鍵，由于離子鍵沒有方向性和飽和性，故離子晶體一般采取密堆積方式。(2)離子晶體中存在的微粒是陽離子和陰離子，離子晶體的化學式只表示晶體中陰、陽離子的個數比，而不是表示其分子組成。(3)離子晶體中，離子半徑越小，離子所帶電荷數越多，離子鍵越強。2離子晶體的性質(1)離子晶體中陰陽離

8、子交替出現，層與層之間如果滑動，同性離子相鄰而使斥力增大導致不穩定，所以離子晶體無延展性。(2)離子晶體不導電，但在熔融狀態或水溶液中能導電。(3)離子晶體難溶于非極性溶劑(如苯、汽油)而易溶于極性溶劑(如水)。(4)離子晶體的熔、沸點取決于構成晶體的陰陽離子間離子鍵的強弱，而離子鍵的強弱，可用晶格能的大小來衡量，晶格能越大離子鍵越牢固，離子晶體的熔點越高、硬度越大。而對于同種類型的離子晶體，離子所帶的電荷數越高，半徑越小，晶格能越大。(5)離子晶體中不一定含有金屬陽離子，如NH4Cl為離子晶體，不含有金屬陽離子，但一定含有陰離子。例1下列性質適合于離子晶體的是()熔點1070，易溶于水，水溶

9、液能導電熔點，液態不導電，水溶液能導電能溶于CS2，熔點，沸點熔點，質軟，導電，密度·cm3熔點218，難溶于水熔點3900，硬度很大，不導電難溶于水，固體時導電，升溫時導電能力減弱難溶于水，熔點高，固體不導電，熔化時導電ABCD解析離子晶體熔融時能導電，難溶于非極性溶劑，熔點較高、質硬而脆，固體不導電，故均不符合離子晶體的特點；中熔點達3900，硬度很大，應是原子晶體。故只有符合題意。答案A變式訓練1下列有關離子晶體的數據大小比較不正確的是()A熔點：NaF>MgF2>AlF3B晶格能：NaF>NaCl>NaBrC陰離子的配位數：CsCl>NaCl&g

10、t;CaF2D硬度：MgO>CaO>BaO答案A解析掌握好離子半徑的大小變化規律是分析離子晶體性質的一個關鍵點。由于r(Na)>r(Mg2)>r(Al3)，且Na、Mg2、Al3所帶電荷數依次增大，所以NaF、MgF2、AlF3的離子鍵依次增強，晶格能依次增大，故熔點依次升高。由于r(F)<r(Cl)<r(Br)，故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次減小。在CsCl、NaCl、CaF2中陰離子的配位數分別為8、6、4。由于r(Mg2)<r(Ca2)<r(Ba2)，故MgO、CaO、BaO中離子鍵依次減弱，晶格能依次減小，硬度依次減小。二、晶格

11、能的應用1離子晶體結構類型相同時，離子所帶電荷數越多，離子半徑越小，晶格能越大，晶體熔、沸點越高，硬度越大。2晶格能的大小影響巖漿晶出的先后次序，晶格能越大，形成的晶體越穩定，巖漿中的礦物越容易結晶析出。例2根據表格數據回答下列有關問題：(1)已知NaBr、NaCl、MgO等離子晶體的核間距離和晶格能如下表所示：NaBrNaClMgO離子的核間距/pm290276205晶格能/kJ·mol17873890NaBr晶體比NaCl晶體晶格能_(填“大”或“小”)，主要原因是_。MgO晶體比NaCl晶體晶格能大，主要原因是_。NaBr、NaCl和MgO晶體中，熔點最高的是_。(2)Mg是第

12、3周期元素，該周期部分元素氟化物的熔點見下表：氟化物NaFMgF2SiF4熔點/K12661534183解釋表中氟化物熔點差異的原因：_；_。解析(1)對同類型的離子晶體，離子半徑越小，離子電荷數越多，晶格能越大，離子晶體越穩定，熔、沸點越高。(2)先比較不同類型晶體的熔點。NaF、MgF2為離子晶體，離子間以離子鍵結合，離子鍵作用強，SiF4固態時為分子晶體，分子間以范德華力結合，范德華力較弱，故NaF和MgF2的熔點都高于SiF4。再比較相同類型晶體的熔點。Na的半徑比Mg2半徑大，Na所帶電荷數小于Mg2，所以MgF2的離子鍵比NaF的離子鍵強度大，MgF2熔點高于NaF熔點。答案(1)

13、小NaBr比NaCl離子的核間距大MgO晶體中的陰、陽離子的電荷數絕對值大，并且離子的核間距小MgO(2)NaF與MgF2為離子晶體，SiF4為分子晶體，所以NaF、MgF2遠比SiF4熔點要高因為Mg2的半徑小于Na的半徑且Mg2所帶電荷數較大，所以MgF2的離子鍵強度大于NaF的離子鍵強度，故MgF2的熔點高于NaF變式訓練2根據下表的數據，判斷下列說法正確的是()離子化合物電荷數Z晶格能/kJ·mol1熔點/°CNaF1923993NaCl1786801MgO237912852CaO234012614A.晶格能的大小與正負離子電荷數和距離成正比B晶格能越大，即正負離子

14、間的靜電引力越強，晶體的熔點就越高，硬度越大CNaF晶體比NaCl晶體穩定D表中物質CaO的晶體最穩定答案C解析根據表中的數據可知，晶格能主要影響因素是離子電荷，電荷數越多，晶格能越大，而且熔點越高，硬度越大；其次就是離子半徑，離子半徑越小，晶格能越大，而且熔點越高，硬度越大；A項，根據表中的數據可知，NaF電荷數為1，MgO為電荷數2，晶格能的大小與正負離子電荷數成正比，MgO、CaO中所帶電荷相同，但鎂離子半徑小于鈣離子半徑，鍵長MgO小于CaO，晶格能：MgOCaO，所以晶格能的大小與距離成反比，錯誤；B項，離子鍵本質是陰、陽離子間的靜電作用，不只是引力，還有斥力等，晶格能越大，即正負離

15、子間的靜電作用力越強，晶體的熔點就越高，硬度越大，錯誤；C項，NaF晶體與NaCl晶體，兩種化合物所帶離子電荷數相同，由于離子半徑：ClF，因此晶格能：NaFNaCl，NaF晶體比NaCl晶體穩定，正確；D項，MgO、CaO中所帶電荷數相同為2，但鎂離子半徑小于鈣離子半徑，NaF晶體與NaCl晶體中陰陽離子所帶電荷數都為1，離子半徑：ClF，所以NaF、NaCl、MgO、CaO4種離子晶體熔點從高到低的順序是MgOCaONaFNaCl，晶格能越大，晶體越穩定，表中物質MgO的晶體最穩定，故D錯誤。1下列物質中，屬于離子晶體并且含有共價鍵的是( )ACaCl2BMgOCN2DNH4Cl答案D解析

16、N2中只有共價鍵。CaCl2、MgO、NH4Cl都是離子晶體，CaCl2、MgO中只含離子鍵；NH4Cl是離子晶體，其中NH中NH是共價鍵。2下列敘述中錯誤的是()A鈉原子和氯原子作用生成NaCl后，其結構的穩定性增強B在氯化鈉晶體中，除氯離子和鈉離子的靜電吸引作用外，還存在電子與電子、原子核與原子核之間的排斥作用C任何離子鍵在形成的過程中必定有電子的得與失D鈉與氯氣反應生成氯化鈉后，體系能量降低答案C解析活潑的金屬元素原子和活潑的非金屬元素原子之間形成離子化合物，陽離子和陰離子均達到穩定結構，這樣體系的能量降低，其結構的穩定性增強，故A、D正確；離子鍵的形成只有陰、陽離子間的靜電作用，并不一

17、定發生電子的得與失，如Na與OH結合成NaOH。3如圖所示，在較高溫度時，鉀、氧兩種元素形成的一種晶體結構與NaCl晶體結構相似，則該化合物的化學式為( )AK2OBK2O2CK2O3DKO2答案D解析K的個數：8×6×4；O的個數：12×14，故其比值為11，應選D。4KO2的晶體結構與NaCl相似，KO2可以看作是Na的位置用K代替，Cl的位置用O代替，則下列對于KO2晶體結構的描述正確的是()A與K距離相等且最近的O共有8個B與K距離相等且最近的O構成的多面體是正八面體C與K距離相等且最近的K有8個D一個KO2晶胞中的K和O粒子數均為8個答案B解析A項，與K

18、距離相等且最近的O共有6個，故A錯誤；B項，與K距離相等且最近的O共有6個，構成正八面體，K位于正八面體中心，故B正確；C項，與K距離相等且最近的K有12個，故C錯誤；D項，O位于晶胞棱心和體心，數目為12×14，K位于頂點和面心，數目為8×6×4，即一個KO2晶胞中攤得的K和O粒子數均為4個，故D錯誤。5干燥劑的干燥性能可用干燥效率(1m3空氣中實際余留水蒸氣的質量)來衡量。某些干燥劑的干燥效率如下：物質MgOCaOZnCl2ZnBr2干燥效率根據以上數據，有關敘述錯誤的是()AMgO的干燥性能比CaO差B干燥效率可能與干燥劑的陰陽離子半徑大小有關CMgCl2可

19、能是比CaCl2更好的干燥劑D上述干燥劑中陽離子對干燥性能的影響比陰離子大答案A解析A項，干燥效率：1m3空氣中實際余留水蒸氣的質量，MgO為，CaO為，即有MgO的1m3空氣中實際余留水蒸氣的質量更少，MgO的干燥效率比CaO好，錯誤；B項，構成陽離子和陰離子的半徑越小，干燥性能越好，正確；C項，鎂離子比鈣離子半徑小，氯離子比溴離子半徑小，MgCl2比CaCl2干燥性能更好，正確；D項，對比表中陰陽離子變化的干燥效率數值，陽離子改變干燥效率變化大，陰離子改變干燥效率變化小，正確。6請按要求填空。(1)通過X射線探明，KCl、MgO、CaO、NiO、FeO立體結構與NaCl的晶體結構相似。某同

20、學畫出的MgO晶胞結構示意圖如圖所示，請改正圖中錯誤；_。MgO是優良的耐高溫材料，MgO的熔點比CaO的高，其原因是_。Ni2和Fe2的離子半徑分別為69pm和78pm，則熔點NiO_(填“”或“”)FeO，NiO晶胞中Ni和O的配位數分別為_、_。已知CaO晶體密度為ag·cm3，NA表示阿伏加德羅常數，則CaO晶胞體積為_cm3。(2)如圖所示，食鹽晶體由鈉離子和氯離子構成。已知食鹽的摩爾質量為·mol1，食鹽的密度為·cm3，阿伏加德羅常數為×1023mol1，在食鹽晶體中兩個距離最近的鈉離子中心間的距離最接近下列哪個數據_(填字母)。A

21、5;108cmB×108cmC×108cmD×108cm(3)下圖是CaF2晶體的晶胞示意圖，回答下列問題：Ca2的配位數是_，F的配位數是_。該晶胞中含有的Ca2數目是_個，F數目是_個。CaF2晶體的密度為ag·cm3，則晶胞的體積是_(只要求列出算式)。答案(1)空心球應為O2，實心球應為Mg2；8號空心球應改為實心球Mg2半徑比Ca2小，MgO的晶格能大66(2)C(3)8448解析(1)因為氧化鎂與氯化鈉的晶體結構相似，所以在晶體中每個Mg2周圍應該有6個O2，每個O2周圍應該有6個Mg2，根據此規則可得應該改為黑色。由于Mg2的半徑小于O2的

22、半徑，所以空心球代表O2，實心球代表Mg2。MgO與CaO的離子電荷數相同，Mg2半徑比Ca2小，MgO晶格能大，熔點高。NiO晶胞與NaCl晶胞相同，所以Ni和O的配位數都是6，離子半徑Ni2Fe2，晶格能NiOFeO，所以熔點NiOFeO。由于CaO與NaCl的晶胞同為面心立方結構，所以CaO晶胞中也含有4個鈣離子和4個氧離子，因此CaO晶胞體積為。(2)從圖中可看出，頂角上的每個離子為8個小立方體所共有，因此每個小立方體實際上只能分攤得個“NaCl”。設每個小立方體的邊長為a。則(2a3×·cm3)××1023mol1·mol1。所以，兩

23、個距離最近的鈉離子中心間的距離約為×108cm。(3)每個Ca2周圍吸引8個F，每個F周圍吸收4個Ca2，所以Ca2的配位數為8，F的配位數為4。F位于晶胞內部，所以每個晶胞中含有F8個。含有Ca2為×8×64個。ag·cm3，V。基礎過關1下列說法不正確的是( )A離子鍵沒有方向性和飽和性B并不是只有活潑的金屬和非金屬化合才形成離子鍵C離子鍵的實質是靜電作用D靜電作用只有引力答案D解析離子鍵是陰、陽離子之間的靜電作用，包括靜電吸引和靜電排斥，且一個離子同時吸引多個帶相反電荷的離子，故無方向性和飽和性，非金屬元素也可形成離子鍵，如NH4Cl中NH與Cl形

24、成離子鍵。2離子晶體中一定不會存在的相互作用是( )A離子鍵B極性鍵C非極性鍵D范德華力答案D解析離子化合物一定含有離子鍵，也可能含有共價鍵，主要是OH和含氧酸根中的極性共價鍵，還有O中的非極性共價鍵。只有分子晶體中才含有范德華力，離子晶體中一定不會有范德華力。因此選D項。3下列說法中正確的是()A固態時能導電的晶體一定是金屬晶體B熔融態能導電的晶體一定是離子晶體C水溶液能導電的晶體一定是離子晶體D固態不導電而熔融態導電的晶體一定是離子晶體答案D解析離子晶體是陰、陽離子組成的，固態時陰、陽離子不能自由移動，不導電；熔融狀態時，離子化合物電離，能夠導電。而石墨晶體固態時也能導電。4自然界中的Ca

25、F2又稱螢石，是一種難溶于水的固體，屬于典型的離子晶體。下列實驗一定能說明CaF2是離子晶體的是()ACaF2難溶于水，其水溶液的導電性極弱BCaF2的熔沸點較高，硬度較大CCaF2固體不導電，但在熔融狀態下可以導電DCaF2在有機溶劑(如苯)中的溶解度極小答案C解析難溶于水，其水溶液的導電性極弱，A項，不能說明CaF2一定是離子晶體；熔點較高，硬度較大，也可能是原子晶體的性質，B項，不能說明CaF2一定是離子晶體；熔融狀態下可以導電，一定有自由移動的離子生成，C項，說明CaF2一定是離子晶體；CaF2在有機溶劑(如苯)中的溶解度極小，只能說明CaF2是極性分子，D項，不能說明CaF2一定是離

26、子晶體。5下列熱化學方程式中，能直接表示出氯化鈉晶體晶格能的是()ANa(g)Cl(g)=NaCl(s)HBNa(s)Cl2(g)=NaCl(s)H1CNa(s)=Na(g)H2DNa(g)e=Na(g)H3答案A解析1mol氣態鈉離子和1mol氣態氯離子結合生成1mol氯化鈉晶體釋放出的能量為氯化鈉晶體的晶格能。6NaF、NaI、MgO均為離子化合物，根據表中數據，推知這三種化合物的熔點高低順序是()物質離子電荷數112鍵長(1010m)A.>>B>>C>>D>>答案B解析離子化合物的熔點高低主要取決于離子鍵的強弱(或晶格能的大小)，而離子鍵的

27、強弱(或晶格能的大小)與離子所帶的電荷數的乘積成正比，與離子間距離成反比。7如圖是CsCl晶體的晶胞結構(晶體中最小重復單元)，已知晶體中兩個最近的Cs核間距離為acm，氯化銫的相對分子質量為M，NA為阿伏加德羅常數，則CsCl晶體的密度為()g·cm3g·cm3g·cm3g·cm3答案C解析晶體的密度，1molCsCl的質量為Mg,1個CsCl晶胞的體積為a3cm3,1個晶胞中含1個Cs和1個Cl，在1molCsCl晶體中含NA個晶胞。晶體的密度為g·cm3。8下圖所示是從NaCl或CsCl晶體結構中分割出來的部分結構圖，其中屬于從NaCl晶

28、體中分割出來的結構圖是()A(1)和(3) B(2)和(3)C(1)和(4) D只有(4)答案C解析根據NaCl和CsCl兩種典型離子晶體的結構特點分析圖示。圖(1)中黑球的配位數為6，圖(4)應為簡單立方結構，故(1)和(4)應表示NaCl的晶體結構。圖(2)中白球的配位數為8，圖(3)為體心立方結構，故(2)和(3)應表示CsCl的晶體結構。9.某離子晶體DxEC6的晶胞結構如圖所示，陽離子D位于晶胞棱的中點和晶胞內部，陰離子EC位于晶胞的頂角和面心。則DxEC6中x的值為() 答案C解析1個晶胞中，N(D)12×912，N(EC)8×6×4，則該離子晶體的化

29、學式為D3EC6，x3，選C。10CaC2晶體的晶胞結構與NaCl晶體的相似(如下圖所示)，但CaC2晶體中啞鈴形C的存在使晶胞沿一個方向拉長。下列關于CaC2晶體的說法中正確的是()A1個Ca2周圍距離最近且等距離的C數目為6B晶體中含陰離子C該晶體中的陰離子與F2是等電子體D該晶體中只含離子鍵答案B解析注意該晶胞中邊長的差異。與每個Ca2距離最近且距離相等的C、Ca2的數目均為4；C中含有共價鍵。能力提升11銅單質及其化合物在很多領域有重要用途，如金屬銅用來制造電線電纜，五水硫酸銅可用作殺菌劑。(1)Cu位于元素周期表第B族。Cu2的核外電子排布式為_。(2)上圖是銅的某種氧化物的晶胞結構

30、示意圖，可確定該晶胞中陰離子的個數為_。(3)Cu2O的熔點比Cu2S的_(填“高”或“低”)，請解釋原因_。答案(1)1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9(2)4(3)高Cu2O與Cu2S相比，陽離子相同、陰離子所帶電荷數也相同，但O2的半徑比S2的小，所以Cu2O的晶格能更大，熔點更高解析(2)由銅的氧化物的晶胞結構可知，氧原子有8個處于頂點位置，4個處于棱上，2個處于面上，1個處于體心，故一個晶胞中實際所擁有的氧原子個數為8×4×2×14。12如圖所示，直線交點處的圓圈為NaCl晶體中Na或Cl所處的位置。這兩種離子在空間三個互相垂直的方向上都是等距離排列的。(1)請將其中代表Na的圓圈涂黑(不必考慮體積大小)，以完成NaCl晶體的結構示意圖。(2)在晶體中，每個Na的周圍與它最接近且距離相等的Na共有_個。(3)晶體中每一個重復的結構單元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面體的頂角上、面上、棱上的Na或Cl為該晶胞與其相鄰的晶胞所共有，一個晶胞中Cl的個數等于_，即_(填計算式)；Na的個數等于_，即_(填計算式)。(4)設NaCl的摩爾質量為Mg·mol1，食鹽晶體的密度為g·cm3，阿伏加德羅常數為NA，食鹽晶體中兩個距離最近的鈉離子間的距離為_cm。