高中化学选修三（人教版 课件）-第三章　晶体结构与性质 3_4

高中化学选修三（人教版 课件）-第三章　晶体结构与性质 3_4

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 三 一、离子键 1 . 离子键的实质 : 是 静电作用 , 它包括阴、阳离子之间的 引力 和两种离子的原子核之间以及它们的电子之间的 斥力 两个方面 , 当 引力 与 斥力 之间达到平衡时 , 就形成了稳定的离子化合物 , 它不显电性。 2 . 离子键的特征 : 没有 方向性 和 饱和性 。因此 , 以离子键结合的化合物倾向于形成 紧密堆积 , 使每个离子周围尽可能多地排列 异性电荷 的离子 , 从而达到稳定的目的。 目标导航 预习导引 一 二 三 二、离子晶体 1 . 离子晶体 : 阳离子和阴离子通过 离子键 结合而成的晶体称为离子晶体。 2 . 常见离子晶体的配位数 : 在 NaCl 晶体中阳离子和阴离子的配位数都是 6 ; 在 CsCl 晶体中 , 阳离子和阴离子的配位数都是 8 ; 在 CaF 2 晶体中 ,Ca 2+ 的配位数为 8 ,F - 的配位数为 4 。 3 . 离子晶体中阴阳离子配位数的决定因素有三 : 几何因素 、 电荷因素 和键性因素。 4 . 离子晶体的物理性质 : 硬度大 , 难压缩 , 熔、沸点高。 目标导航 预习导引 一 二 三 ① 离子晶体中只存在离子键吗 ? ② 晶体中只要有阳离子 , 就一定存在阴离子吗 ? ③ 离子晶体是否全部由金属元素与非金属元素组成 ? 答案 : ① 离子晶体中还可能存在共价键 , 如 Na 2 SO 4 、 KNO 3 、 NH 4 Cl 、 Ca(OH) 2 等晶体中除了离子键之外 , 还存在共价键。 ② 晶体中有阳离子不一定有阴离子 , 如金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的 , 但若有阴离子必然有阳离子。 ③ 全部由非金属元素形成的晶体 , 也可能是离子晶体 , 如铵盐。 目标导航 预习导引 一 二 三 三、晶格能 1 . 离子晶体的晶格能 : 气态离子形成 1 摩离子晶体释放的能量 。 2 . 晶格能对离子晶体的影响 : 晶格能越 大 , 形成的离子晶体越稳定 , 离子晶体的熔点越 高 , 硬度越 大 。 3 . 晶格能的影响因素 : 晶格能的大小取决于构成离子晶体的阴阳离子所带的 电荷数 、 离子半径 的大小以及离子晶体的结构。 为何 Na 2 O 的晶格能大于 NaF 的 , 而 KCl 的晶格能大于 KI 的 ? 答案 : 晶格能与离子所带的电荷成正比 , 而与离子半径的大小成反比。在 Na 2 O 和 NaF 中 ,O 2- 所带的电荷比 F - 的多 , 故 Na 2 O 的晶格能大于 NaF 的 ; 而 KCl 和 KI 中 ,Cl - 的半径小于 I - 的 , 故 KCl 的晶格能大于 KI 的。 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一、离子晶体的物理性质 1 . 离子晶体具有较高的熔点、沸点 , 难挥发。要克服离子键使离子晶体熔化和沸腾 , 就需要较多的能量 , 故离子晶体具有较高的熔点、沸点 , 并且难挥发。 2 . 离子晶体硬而脆。离子晶体中 , 阴、阳离子间有较强的离子键 , 离子键表现了较大的硬度 , 当晶体受到冲击力作用时 , 部分离子键发生断裂 , 导致晶体破碎。 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 3 . 离子晶体不导电 , 熔融或溶于水后能导电。离子晶体中 , 离子键较强 , 无自由移动的离子 , 因此离子晶体不导电。当升高温度时 , 阴、阳离子获得足够能量 , 克服了离子间的相互作用 , 成了自由移动的离子 , 在外界电场作用下 , 离子定向移动而导电。离子化合物溶于水时 , 阴、阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子 ( 或水合离子 ), 在外界电场作用下 , 阴、阳离子定向移动而导电。 4 . 大多数离子晶体易溶于极性溶剂 ( 如水 ) 中 , 难溶于非极性溶剂 ( 如汽油、煤油 ) 中。 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 为什么大多数离子晶体易溶于水而难溶于 CCl 4 ? 答案 : 大多数离子晶体易溶于极性溶剂 ( 如水 ) 中 , 难溶于非极性溶剂 ( 如苯、 CCl 4 ) 中。当把离子晶体放在水中时 , 极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引 , 使晶体中的离子克服离子间的作用而离开晶体 , 变成在水中自由移动的离子。 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 【例 1 】 下列性质适合于离子晶体的是 ( 　　 ) ( 导学号 52700048) ① 熔点 1 070 ℃ , 易溶于水 , 水溶液能导电　 ② 熔点 10.31 ℃ , 液态不导电 , 水溶液能导电　 ③ 能溶于 CS 2 , 熔点 112.8 ℃ , 沸点 444.6 ℃ 　 ④ 熔点 97.81 ℃ , 质软 , 导电 , 密度 0.97 g·cm -3 　 ⑤ 熔点 -218 ℃ , 难溶于水　 ⑥ 熔点 3 900 ℃ , 硬度很大 , 不导电　 ⑦ 难溶于水 , 固态时能导电 , 升温时导电能力减弱　 ⑧ 难溶于水 , 熔点高 , 固体不导电 , 熔化时导电 A. ①⑧ B. ②③⑥ C. ①④⑦ D. ②⑤ 解析 : 离子晶体液态时能导电 , 难溶于非极性溶剂 , 熔点较高、质硬而脆 , 固体不导电 , 故 ②③④⑤⑦ 均不符合离子晶体的特点 ; ⑥ 中物质熔点达 3 900 ℃ , 硬度很大 , 应是原子晶体。故只有 ①⑧ 符合题意。 答案 : A 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 碱金属和卤素形成的化合物大多具有的性质是 ( 　　 ) ① 较高沸点　 ② 能溶于水　 ③ 水溶液能导电 ④ 熔点很低　 ⑤ 熔融状态不导电 A. ①②③ B. ③④⑤ C. ①④⑤ D. ②③⑤ 解析 : 碱金属与卤素形成的化合物为离子晶体 , 离子晶体具有较高的熔、沸点 , 在熔融状态下能导电 ; 溶于水后形成自由移动的离子 , 也能导电。 答案 : A 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 二、影响离子晶体结构的因素 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 正负离子半径比与配位数的关系 2 . 电荷因素 在 NaCl 晶体、 CsCl 晶体中 , 由于正负离子电荷数 ( 绝对值 ) 相同 , 因而正负离子的个数相同 , 结果导致正负离子的配位数相同。若正负离子的电荷数不相同 , 正负离子的个数必定不相同 , 正负离子的配位数就不会相同 ( 如 CaF 2 晶体 ) 。因此正负离子的电荷比是决定离子晶体结构的重要因素 , 简称电荷因素。 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 【例 2 】 钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体 , 结构如图所示 , 有关说法不正确的是 ( 　　 ) A. 该晶体属于离子晶体 B. 晶体的化学式为 Ba 2 O 2 C. 该晶体晶胞结构与 NaCl 相似 D. 与每个 Ba 2+ 距离相等且最近的 Ba 2+ 共有 12 个 答案 : B 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 金属晶体和离子晶体是重要晶体类型。下列关于它们的说法中 , 正确的是 ( 　　 ) ( 导学号 52700049) A. 金属晶体和离子晶体在固态时都能导电 B. 在镁晶体中 ,1 个 Mg 2+ 只与 2 个价电子存在强烈的相互作用 C. 金属晶体和离子晶体都可采取 “ 紧密堆积 ” 方式 , 原子晶体都可采取 “ 非紧密堆积 ” 方式 D. 金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等相互作用 , 很难断裂 , 因而都具有延展性 解析 : 离子晶体在固态时不导电 ,A 项错 ; 在金属晶体中 , 价电子为所有阳离子共用 ,B 项错 ; 离子晶体无延展性 ,D 项错。 答案 : C 案例探究 方法总结 氧化钙在 2 973 K 时熔化 , 而氯化钠在 1 074 K 时熔化 , 两者的离子间距离和晶体结构类似 , 有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是 ( 　　 ) ( 导学号 52700050) A. 氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多 B. 氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大 C. 氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同 D. 在氧化钙与氯化钠的离子核间距类似的情况下 , 晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定 解析 : CaO 和 NaCl 比较 , 二者离子间距离和晶体结构类似 , 而 Ca 2+ 和 O 2- 所带电荷数均比 Na + 、 Cl - 多 , 所以 CaO 的晶格能比 NaCl 的大 ,CaO 中的离子键强 , 其熔点比 NaCl 的高。 答案 : C 案例探究 方法总结 晶格能的大小主要根据库仑定律判断 , 由库仑定律知 : 晶格能与电荷数成正比 , 与离子核间距成反比。即 。 q( 离子电荷 ) 越大 ,r( 离子核间距 ) 越小 , U ( 晶格能 ) 越大 , 离子键越强 , 物质的熔点越高。