第2課時(shí) 離子晶體 課件

第2課時(shí)離子晶體學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解離子晶體的概念，構(gòu)成及物理性質(zhì)。2.能用離子鍵的有關(guān)理論解釋離子晶體的物理性質(zhì)。3.了解幾種常見的離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)。4.了解晶格能的概念及意義。

課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練課前自主學(xué)案探究整合應(yīng)用第2課時(shí)課前自主學(xué)案自主學(xué)習(xí)一、離子晶體及結(jié)構(gòu)類型1．概念：離子晶體是___________通過________結(jié)合，在空間呈現(xiàn)有規(guī)律的排列所形成的晶體。例如：氯化鈉、氯化銫、氧化鎂等晶體都屬于________晶體。2．常見AB型離子化合物的晶體類型陰、陽(yáng)離子離子鍵離子晶體類型NaCl型CsCl型ZnS型晶胞晶體類型NaCl型CsCl型ZnS型配位數(shù)684實(shí)例Li、___、___、Rb的鹵化物，AgF、MgO等______、______、NH4Cl等____、_____等NaKCsBrCsIBeOBeS1．為什么同樣是AB型離子化合物其晶體結(jié)構(gòu)存在著較大的差異？【提示】影響晶體結(jié)構(gòu)的因素很多，主要的一點(diǎn)是陰、陽(yáng)離子半徑比，r＋/r－越大，配位數(shù)越大。思考感悟二、晶格能氣化越強(qiáng)越多三、離子晶體的特性1．純凈的離子晶體都有各自固定的_____，其熔點(diǎn)的高低與________________有關(guān)。2．離子晶體的結(jié)構(gòu)決定著離子晶體具有一系列特性：(1)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較___，而且隨著____________的增加，_________的縮短，晶格能增大，熔點(diǎn)升高。(2)一般___溶于水，而難溶于_________溶劑。(3)固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，______狀態(tài)或在_________中能導(dǎo)電。熔點(diǎn)離子鍵強(qiáng)弱高離子電荷數(shù)離子間距易非極性熔融水溶液2．離子晶體在固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，而熔融狀態(tài)或在水溶液中能導(dǎo)電的原因是什么？【提示】離子晶體中，離子鍵較強(qiáng)，離子不能自由移動(dòng)，即晶體中無(wú)自由移動(dòng)的離子，因此離子晶體不導(dǎo)電。當(dāng)升高溫度時(shí)，陰、陽(yáng)離子獲得足夠能量，克服了離子間的相互作用，形成了自由移動(dòng)的離子，在外界電場(chǎng)作用下，離子定向移動(dòng)而導(dǎo)電。離子化合物溶于水時(shí)，陰、陽(yáng)離子受到水分子作用變成了自由移動(dòng)的離子(或水合離子)，在外界電場(chǎng)作用下，陰、陽(yáng)離子定向移動(dòng)而導(dǎo)電。思考感悟自主體驗(yàn)1．下列性質(zhì)中，可以較充分地說明某晶體是離子晶體的是(

)A．具有較高的熔點(diǎn)B．固態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電C．可溶于水D．固態(tài)不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)能導(dǎo)電解析：選D。A選項(xiàng)，原子晶體熔點(diǎn)也較高；B選項(xiàng)，有些分子晶體如HCl的水溶液也能導(dǎo)電；C選項(xiàng)，有些分子晶體也溶于水；離子晶體固態(tài)不導(dǎo)電，在熔融時(shí)可導(dǎo)電。2．有關(guān)晶格能的敘述正確的是(

)A．晶格能是氣態(tài)原子形成1摩爾離子晶體釋放的能量B．晶格能通常取正值，但是有時(shí)也取負(fù)值C．晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定D．晶格能越大，物質(zhì)的硬度反而越小解析：選C。晶格能是氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體時(shí)所釋放的能量，晶格能取正值，且晶格能越大，晶體越穩(wěn)定，熔沸點(diǎn)越高，硬度越大。課堂互動(dòng)講練要點(diǎn)一常見AB型離子晶體1．NaCl型NaCl晶體構(gòu)型如圖甲所示，每個(gè)Na＋同時(shí)吸引6個(gè)Cl－，每個(gè)Cl－同時(shí)吸引6個(gè)Na＋，即它們的配位數(shù)都為6，故晶體中Na＋與Cl－的個(gè)數(shù)比為1∶1。每個(gè)Na＋周圍與它最近等距的Na＋有12個(gè)(三個(gè)互相垂直的平面上各4個(gè))。在這種構(gòu)型中陰離子(Cl－)以面心立方密堆積方式排列，陽(yáng)離子(Na＋)填充在陰離子形成的八面體空隙中。屬于NaCl構(gòu)型的有：Li、Na、K、Rb的鹵化物、AgF、MgO等。在氯化鈉晶胞中，Cl－處于晶胞的頂點(diǎn)和面心，Na＋處于晶胞的體心和棱心，反之也可。3．立方ZnS型ZnS有兩種構(gòu)型，一種是六方ZnS(也叫纖鋅礦構(gòu)型)，另一種是立方ZnS型(也叫閃鋅礦構(gòu)型)。后一構(gòu)型中，陰離子按面心立方密堆積方式排列，陽(yáng)離子均勻地填充在部分空隙之中。這樣，它們的配位數(shù)為4。立方ZnS構(gòu)型如圖，屬于立方ZnS構(gòu)型的有BeO以及Zn，Cd，Hg與S，Se，Te間形成的晶體等。銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要用途，如金屬銅用來制造電線電纜，五水硫酸銅可用做殺菌劑。例1(1)Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu2＋的核外電子排布式為____________________。(2)右圖是銅的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，可確定該晶胞中陰離子的個(gè)數(shù)為________。(3)Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S的________(填“高”或“低”)，請(qǐng)解釋原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】

(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9

(2)4(3)高Cu2O與Cu2S相比，陽(yáng)離子相同、陰離子所帶電荷也相同，但O2－的半徑比S2－的小，所以Cu2O的晶格能更大，熔點(diǎn)更高【規(guī)律方法】有關(guān)“晶體結(jié)構(gòu)分析”的題目在高考中出現(xiàn)的幾率是100%，主要考查點(diǎn)有：(1)根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)確定物質(zhì)的化學(xué)式；(2)根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)確定晶胞中微粒的相對(duì)位置關(guān)系；(3)根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)確定晶體的組成、微粒的個(gè)數(shù)比等?？疾榉绞捷^靈活，可以以選擇題呈現(xiàn)，也可以在綜合題中設(shè)問。解答此類題目的關(guān)鍵是熟練掌握各種晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，然后再結(jié)合題給信息綜合分析判斷。變式訓(xùn)練1已知X、Y、Z三種元素組成的化合物是離子晶體，其晶胞如右圖所示，則下面表示該化合物的化學(xué)式正確的是(

)A．ZXY3

B．ZX2Y6C．ZX4Y8D．ZX8Y12要點(diǎn)二離子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系1．離子晶體結(jié)構(gòu)離子晶體以較強(qiáng)的離子鍵相結(jié)合，采取密堆積的形式。根據(jù)陰、陽(yáng)離子半徑大小和數(shù)量比的不同取其所可能的密堆積方式，以一定的配位數(shù)比相互配置。陰離子半徑一般比陽(yáng)離子大，因此陰離子在占據(jù)空間方面起著主導(dǎo)作用，在簡(jiǎn)單的AB型離子晶體中，陰離子只有一種，可以認(rèn)為陰離子按一定方式堆積而陽(yáng)離子填充在其間的空隙中。2．物理性質(zhì)與結(jié)構(gòu)關(guān)系(1)離子晶體具有較高的熔、沸點(diǎn)，難揮發(fā)。離子晶體中，陰、陽(yáng)離子間有強(qiáng)烈的相互作用(離子鍵)，要克服離子間的相互作用使物質(zhì)熔化和沸騰，就需要較多的能量。因此，離子晶體具有較高的熔、沸點(diǎn)和難揮發(fā)的性質(zhì)。NaCl、CsCl的熔點(diǎn)分別是801℃、645℃；沸點(diǎn)分別是1413℃、1290℃。而共價(jià)化合物H2O的熔點(diǎn)為0℃、沸點(diǎn)為100℃，這就低得多了。一般說來，陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，離子晶體的熔、沸點(diǎn)越高，如Al2O3>MgO；NaCl>CsCl等。(2)離子晶體硬而脆。離子晶體中，陰、陽(yáng)離子間有較強(qiáng)的離子鍵，離子晶體表現(xiàn)出較高的硬度。當(dāng)晶體受到?jīng)_擊力作用時(shí)，部分離子鍵發(fā)生斷裂，易導(dǎo)致晶體破碎。(3)離子晶體不導(dǎo)電，熔化或溶于水后能導(dǎo)電。離子晶體中，離子鍵較強(qiáng)，離子不能自由移動(dòng)，即晶體中無(wú)自由移動(dòng)離子，因此，離子晶體不導(dǎo)電。當(dāng)升高溫度時(shí)，陰、陽(yáng)離子獲得足夠能量克服了離子間相互作用，成了自由移動(dòng)的離子，在外界電場(chǎng)作用下，離子定向移動(dòng)而導(dǎo)電。離子化合物溶于水時(shí)，陰、陽(yáng)離子受到水分子作用變成了自由移動(dòng)的離子(或水合離子)，在外界電場(chǎng)作用下，陰、陽(yáng)離子定向移動(dòng)而導(dǎo)電。難溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)如BaSO4、CaCO3等溶于水，由于濃度極小，故導(dǎo)電性極差。通常情況下，我們說它們的水溶液不導(dǎo)電。(4)溶解性。大多數(shù)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、苯、CCl4)中。當(dāng)把離子晶體放在水中時(shí)，極性水分子對(duì)離子晶體中的離子產(chǎn)生吸引，使晶體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(dòng)的離子。特別提醒：(1)運(yùn)用離子鍵的強(qiáng)弱即晶格能的大小，可以解決離子熔點(diǎn)高低問題。一般同種類型，晶格能越大，離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高。(2)離子晶體除含有離子鍵外，還可能有共價(jià)鍵，如Na2O2、NaOH、NH4Cl晶體。NaF、NaI和MgO均為離子晶體，有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：例2物質(zhì)①NaF②NaI③MgO離子電荷數(shù)112鍵長(zhǎng)(10－10m)2.313.182.10試判斷，這三種化合物熔點(diǎn)由高到低的順序是(

)A．①＞②＞③B．③＞①＞②C．③＞②＞①D．②＞①＞③【思路點(diǎn)撥】

【解析】本題考查離子晶體熔點(diǎn)高低的判斷方法。離子晶體的熔點(diǎn)與晶格能有關(guān)。晶格能越大，晶體的熔點(diǎn)就越高。晶格能與離子所帶電荷的乘積成正比，與陰、陽(yáng)離子間的距離成反比。在上述三種晶體中，MgO的鍵長(zhǎng)最短，離子電荷又高，故其晶格能最大，熔點(diǎn)最高；NaF的鍵長(zhǎng)小于NaI，故NaF的晶格能大于NaI，熔點(diǎn)高于NaI?！敬鸢浮?/p>

B【規(guī)律方法】晶格能與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系因?yàn)榫Ц衲艿拇笮?biāo)志著離子晶體裂解成氣態(tài)陰、陽(yáng)離子的難易程度，反映著離子晶體中離子鍵的強(qiáng)度，故它與離子晶體的性質(zhì)有著密切聯(lián)系。對(duì)于相同類型的離子晶體：晶格能越大，離子鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。變式訓(xùn)練2氧化鈣在2973K時(shí)熔化，而氯化鈉在1074K時(shí)熔化，兩者的離子間距離和晶體結(jié)構(gòu)類似，有關(guān)它們?nèi)埸c(diǎn)差別較大的原因敘述不正確的是(

)A．氧化鈣晶體中陰、陽(yáng)離子所帶的電荷數(shù)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(jié)構(gòu)類型與氯化鈉晶體的結(jié)構(gòu)類型不同D．在氧化鈣與氯化鈉的離子間距離類似的情況下，晶格能主要由陰、陽(yáng)離子所帶電荷的多少?zèng)Q定解析：選C。氧化鈣和氯化鈉都屬于離子晶體，熔點(diǎn)的高低可根據(jù)晶格能的大小判斷。晶格能的大小與離子所帶電荷多少、離子間距離、晶體結(jié)構(gòu)類型等因素有關(guān)。氧化鈣和氯化鈉的離子間距離和晶體結(jié)構(gòu)都類似，所以晶格能主要由陰、陽(yáng)離子所帶電荷的多少?zèng)Q定。探究整合應(yīng)用已知A、B、C、D和E都是元素周期表中前36號(hào)的元素，它們的原子序數(shù)依次增大。A與其他4種元素既不在同一周期又不在同一主族。B和C屬于同一主族，D和E屬同一周期，又知E是周期表中1～18列中的第7列元素。D的原子序數(shù)比E小5，D跟B可形成離子化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)如右上圖。請(qǐng)回答：(1)A元素的名稱是________。(2)B的元素符號(hào)是________，C的元素符號(hào)是________________________________________________________________________，B與A形成的化合物比C與A形成的化合物沸點(diǎn)高，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)E屬元素周期表中第________周期，第________族的元素，其元素名稱是________，它的＋2價(jià)離子的電子排布式為________。(4)從圖中可以看出，D跟B形成的離子化合物的化學(xué)式為________；該離子化合物晶體的密度為ag·cm－3，則晶胞的體積是________(只要求列