1、問題按構(gòu)成晶體的粒子和粒子間作用力的不同，試將以下晶體進行分類：氯化鈉、石英、金剛砂、冰、硫磺、氯化鈉、石英、金剛砂、冰、硫磺、鐵、稀有氣體的晶體、硝酸鉀、苛鐵、稀有氣體的晶體、硝酸鉀、苛性鈉、干冰、苯甲酸、水銀、白磷、性鈉、干冰、苯甲酸、水銀、白磷、高錳酸鉀高錳酸鉀選修三選修三 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三章第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第四節(jié)第四節(jié) 離子晶體離子晶體2Na + Cl2 = 2NaCl +11+17+17+11Na+ Cl- -NaClCl-Na+一、離子晶體一、離子晶體1、定義：、定義：由陽離子和陰離子通過離由陽離子和陰離子通過離 子鍵結(jié)合而成的晶體。子鍵結(jié)合而成

2、的晶體。2、成鍵粒子：、成鍵粒子：陰、陽離子陰、陽離子3、相互作用力：、相互作用力：離子鍵離子鍵4、常見的離子晶體：、常見的離子晶體： 強堿、活潑金屬氧化物、大部分的鹽類。強堿、活潑金屬氧化物、大部分的鹽類。離子鍵存在范圍離子鍵存在范圍思考 1) 1)活潑的金屬元素（活潑的金屬元素（IAIA，IIAIIA）和活潑的非金屬）和活潑的非金屬元素（元素（VIAVIA，VIIAVIIA）之間的化合物。）之間的化合物。 如：如：NaClNaCl、 MgOMgO、 NaNa2 2O O 、CaClCaCl2 2 2) 2)活潑的金屬離子和帶負電荷的離子團形成的活潑的金屬離子和帶負電荷的離子團形成的化合物。

3、如：化合物。如：K K2 2COCO3 3 、 NaNa2 2SOSO4 4 、 KOH 、NaOH 3) 3)活潑的非金屬離子和帶正電荷的離子團形成的化活潑的非金屬離子和帶正電荷的離子團形成的化合物合物。如如NH4Cl 4) 4)由銨根離子與酸根之間形成的化合物由銨根離子與酸根之間形成的化合物 如如(NH4)2SO4 、 NH4NO3 離子鍵一般存在于強堿、金屬氧化物和大部分的鹽中 特別提醒 ：5 5、離子晶體的物理性質(zhì)、離子晶體的物理性質(zhì)（1 1）、較高的熔沸點，難揮發(fā)）、較高的熔沸點，難揮發(fā)（2 2）、硬而脆）、硬而脆（3 3）、離子晶體不導電，熔化或溶于水）、離子晶體不導電，熔化或溶于

4、水 后能導電后能導電（4 4）、大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑）、大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑 中，難溶于非極性溶劑中中，難溶于非極性溶劑中Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+可見：可見：在在NaClNaCl晶晶體中，鈉離子、體中，鈉離子、氯離子按一定的氯離子按一定的規(guī)律在空間排列規(guī)律在空間排列成立方體。成立方體

5、。5、晶胞類型：晶胞類型：（1）氯化鈉型晶胞）氯化鈉型晶胞（1）鈉離子和氯離子的位置：）鈉離子和氯離子的位置：5、晶胞類型：晶胞類型：（1）氯化鈉型晶胞）氯化鈉型晶胞（3）與）與Na+等距離且最近的等距離且最近的Na+ 、Cl- 各有幾個？各有幾個？ 計算方法：均攤法計算方法：均攤法 頂點占頂點占1/8；棱占；棱占1/4；面心占；面心占1/2；體心占；體心占1 （2）每個晶胞含鈉離子、氯離子的個數(shù)）每個晶胞含鈉離子、氯離子的個數(shù)與與Na+等距離且最近的等距離且最近的Na+ 有：有：12個個與與Na+等距離且最近的等距離且最近的Cl- 有：有：6個個NaClNaCl晶體中陰、陽離子配位數(shù)晶體中陰

6、、陽離子配位數(shù)（2）氯化銫型晶胞）氯化銫型晶胞-Cs+-Cl-CsClCsCl的晶體結(jié)構(gòu)及晶胞構(gòu)示的晶體結(jié)構(gòu)及晶胞構(gòu)示意圖意圖CsCl晶胞晶胞（1）銫離子和氯離子的位置：）銫離子和氯離子的位置：銫離子：體心銫離子：體心氯離子：頂點；或者反之。氯離子：頂點；或者反之。（2）每個晶胞含銫離子、氯）每個晶胞含銫離子、氯離子的個數(shù)離子的個數(shù)銫離子：銫離子：1個個 ；氯離子：；氯離子：1個個（3）與銫離子等距離且最近）與銫離子等距離且最近的銫離子、氯離子各有幾個？的銫離子、氯離子各有幾個？銫離子：銫離子：6個個 ；氯離子：；氯離子：8個個(3)CaF(3)CaF2 2型晶胞型晶胞Ca2+的配位數(shù)：的配位

7、數(shù)：8F- -的配位數(shù)：的配位數(shù)：4一個一個CaFCaF2 2晶胞中含：晶胞中含： 4 4個個CaCa2+2+和和8 8個個F F- -(4)ZnS(4)ZnS型晶胞型晶胞陽離子的配位數(shù)：陽離子的配位數(shù)：4陰離子的配位數(shù)：陰離子的配位數(shù)：4一個一個ZnS晶胞中含：晶胞中含：4 4個陽離子和個陽離子和4 4個陰離子個陰離子各類型離子晶體晶胞的比較各類型離子晶體晶胞的比較晶體晶體類型類型晶胞晶胞類型類型晶胞結(jié)構(gòu)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖示意圖配位數(shù)配位數(shù)距離最近距離最近且相等的且相等的相反離子相反離子每個晶每個晶胞含有胞含有離子數(shù)離子數(shù)實例實例NaCl型型 ABCsCl型型ZnS型型AB2 2CaF2 2型型

8、NaNa+ +：6ClCl- -：6CsCs+ +：ClCl- -：8 88 8ZnZn2+2+：S S2-2-：4 44 4CaCa2+2+：F F- -： 4 48 8NaNa+ +：ClCl- -：CsCs+ +：ClCl- -：ZnZn2+2+：S S2-2-：CaCa2+2+：F F- -：NaNa+ +：ClCl- -：CsCs+ +：ClCl- -：ZnZn2+2+：S S2-2-：CaCa2+2+：F F- -：668 88 84 44 44 48 8441 11 14 44 48 84 4KBr AgCl、MgO、CaS、BaSeZnS、AgI、 BeOCsCl、CsBr、C

9、sI、TlCl堿土金屬鹵化堿土金屬鹵化物、堿金屬氧物、堿金屬氧化物。化物。科學探究：科學探究：v找出找出CsClCsCl、NaClNaCl兩種離子晶體中陽離子和陰兩種離子晶體中陽離子和陰離子的配位數(shù)，它們是否相等？離子的配位數(shù)，它們是否相等？離子晶體離子晶體陰離子的配位數(shù)陰離子的配位數(shù)陽離子的配位數(shù)陽離子的配位數(shù)NaClNaClCsClCsCl6688科學探究：科學探究：v你認為是什么因素決定了離子晶體中離子你認為是什么因素決定了離子晶體中離子的配位數(shù)？根據(jù)表的配位數(shù)？根據(jù)表3 35 5、表、表3 36 6分析影響分析影響離子晶體中離子配位數(shù)的因素。離子晶體中離子配位數(shù)的因素。配位數(shù)配位數(shù)4

10、46 68 8半徑比半徑比0.20.2 0.40.40.40.4 0.70.70.70.7 1.01.0空間構(gòu)型空間構(gòu)型ZnSZnSNaClNaClCsClCsCl決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素v幾何因素幾何因素晶體中正負離子的半徑比晶體中正負離子的半徑比v電荷因素電荷因素晶體中正負離子的電荷比晶體中正負離子的電荷比v鍵性因素鍵性因素離子鍵的純粹因素離子鍵的純粹因素科學視野科學視野閱讀思考閱讀思考 碳酸鹽熱分解的實質(zhì)是什么？碳酸鹽熱分解的實質(zhì)是什么？ 表表3-7的有關數(shù)值說明了什么？的有關數(shù)值說明了什么？ 組成碳酸鹽中陽離子的金屬的金屬組成碳酸鹽中陽離子的金屬的金屬性越弱，金屬陽

11、離子的半徑越小，碳酸性越弱，金屬陽離子的半徑越小，碳酸鹽的熱穩(wěn)定性越差，反之越好。鹽的熱穩(wěn)定性越差，反之越好。二、二、晶格晶格能能v定義：氣態(tài)離子形成定義：氣態(tài)離子形成1 1摩離子晶體時釋放的摩離子晶體時釋放的能量。能量。v晶格能的大小與陰、陽離子所帶電荷的乘積晶格能的大小與陰、陽離子所帶電荷的乘積成正比，與陰、陽離子間的距離成反比。成正比，與陰、陽離子間的距離成反比。簡言之簡言之,晶格能的大小與離子帶電量成正比晶格能的大小與離子帶電量成正比,與離子半與離子半徑成反比徑成反比. 晶格能越大：晶格能越大：形成的離子晶體越穩(wěn)定；（離子鍵越強）形成的離子晶體越穩(wěn)定；（離子鍵越強）熔點越高；硬度越大。

12、熔點越高；硬度越大。rqq21晶格能總結(jié)總結(jié)v離子晶體有什么特點？離子晶體有什么特點？無單個分子存在；無單個分子存在；NaClNaCl不表示分子式。不表示分子式。熔沸點較高熔沸點較高，硬度較大硬度較大，難揮發(fā)難壓縮。，難揮發(fā)難壓縮。且隨著離子電荷的增加，核間距離的縮短，且隨著離子電荷的增加，核間距離的縮短，晶格能增大，熔點升高。晶格能增大，熔點升高。一般易溶于水，而難溶于非極性溶劑。一般易溶于水，而難溶于非極性溶劑。固態(tài)不導電，水溶液或者熔融狀態(tài)下能導固態(tài)不導電，水溶液或者熔融狀態(tài)下能導電。電。v哪些物質(zhì)屬于離子晶體？哪些物質(zhì)屬于離子晶體？強堿、部分金屬氧化物、部分鹽類。強堿、部分金屬氧化物、

13、部分鹽類。【總結(jié)歸納總結(jié)歸納】物質(zhì)的熔點與晶體類型的關系物質(zhì)的熔點與晶體類型的關系1、若晶體類型不同，一般情況下：原子晶體離子晶、若晶體類型不同，一般情況下：原子晶體離子晶體分子晶體。體分子晶體。2、若晶體類型相同，則有：、若晶體類型相同，則有：離子晶體中，結(jié)構(gòu)相似時，離子半徑越小，離子電荷離子晶體中，結(jié)構(gòu)相似時，離子半徑越小，離子電荷越高，晶格能越大，離子鍵就越強，熔點就越高。越高，晶格能越大，離子鍵就越強，熔點就越高。原子晶體中，結(jié)構(gòu)相似時，原子半徑越小，共價鍵鍵原子晶體中，結(jié)構(gòu)相似時，原子半徑越小，共價鍵鍵長越短，鍵能越大，熔點越高。長越短，鍵能越大，熔點越高。分子晶體中（不含氫鍵時），

14、分子組成和結(jié)構(gòu)相似時，分子晶體中（不含氫鍵時），分子組成和結(jié)構(gòu)相似時，相對分子質(zhì)量越大，范德華力就越強，熔點就越高。相對分子質(zhì)量越大，范德華力就越強，熔點就越高。金屬晶體中，離子半徑越小，離子電荷越高，金屬鍵金屬晶體中，離子半徑越小，離子電荷越高，金屬鍵就越強，熔點就越高。合金的熔點比它的各成分金屬的就越強，熔點就越高。合金的熔點比它的各成分金屬的熔點低。熔點低。練習 v1、下表列出了有關晶體的知識，其中錯誤的是（）、下表列出了有關晶體的知識，其中錯誤的是（）v2、下列物質(zhì)的晶體，按其熔點由低到高的排列順序正確的、下列物質(zhì)的晶體，按其熔點由低到高的排列順序正確的是（）是（）ANC、SO2、CO

15、2BNC、CO2、SO2CNC、MO、SO2DNC、SO2、MOv3、用離子的電荷和半徑解釋下列離子晶體熔點高低的順序。、用離子的電荷和半徑解釋下列離子晶體熔點高低的順序。（1）MOKC（2）MOSS（3）NFNCNBABCD晶體晶體硫化鉀硫化鉀干冰干冰金剛石金剛石碘碘組成晶體的微粒組成晶體的微粒陰陽離子陰陽離子分子分子原子原子分子分子晶體微粒間存在的晶體微粒間存在的作用力作用力離子鍵離子鍵共價鍵共價鍵共價鍵共價鍵范德華力范德華力BC1 23 45 68 78 中學教材上圖示的中學教材上圖示的NaClNaCl晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間延伸晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間延伸得到完美晶體。得到完美晶體。NiO

16、NiO晶體結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)與NaClNaCl相同，相同，NiNi2 2與鄰近與鄰近的的O O2-2-核間距為核間距為a a1010-8 -8 ，計算，計算NiONiO晶體密度（已知晶體密度（已知NiONiO摩爾質(zhì)量為摩爾質(zhì)量為74.7g74.7gmolmol-1-1) )解：解：在該晶體中最小正方體中所含的在該晶體中最小正方體中所含的NiNi2+2+、O O2 2個數(shù)均為個數(shù)均為: :即晶體中每個小正方體中平均含有即晶體中每個小正方體中平均含有1/21/2個個NiO.NiO.其質(zhì)量為其質(zhì)量為: :而此小正方體體積為而此小正方體體積為(a(a1010-8-8) )3 3故故NiONiO晶體密度為：

17、晶體密度為：課 堂 練 習 題74.7g6.02102312（個）（個）124 18=74.7g6.02102312(a10-8)3g. -362.0a3=變式變式 (1)(1)NiONiO晶體結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)與NaClNaCl相同，設相同，設NiONiO的摩爾質(zhì)的摩爾質(zhì)量量M g/mol,M g/mol,密度為密度為g/mL,g/mL,阿伏加德羅常數(shù)為阿伏加德羅常數(shù)為N NA A, ,求晶求晶胞中兩個距離最近的氧離胞中兩個距離最近的氧離子中心間的距離為多少子中心間的距離為多少cm?cm?解題思路：解題思路： （1 1）每個晶胞中含）每個晶胞中含NiONiO的個數(shù)（的個數(shù)（2 2）一個晶胞的質(zhì)量

18、（一個晶胞的質(zhì)量（3 3）一個晶胞的體積（）一個晶胞的體積（4 4）晶胞）晶胞的邊長（的邊長（5 5）晶胞中任一個面對角線長度的一半）晶胞中任一個面對角線長度的一半(2)(2)天然的和大部分人工制備的天然的和大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷，例如在晶體都存在各種缺陷，例如在某種某種NiONiO晶體中就存在以下缺陷：晶體中就存在以下缺陷：一個一個NiNi2+2+空缺，另有兩個空缺，另有兩個NiNi2+2+被被兩個兩個NiNi3+3+所取代。其結(jié)果晶體仍所取代。其結(jié)果晶體仍呈電中性，但化合物中呈電中性，但化合物中NiNi和和O O的的比值卻發(fā)生了變化。某氧化鎳比值卻發(fā)生了變化。某氧化鎳樣品組成為

19、樣品組成為NiNi0.970.97O,O,試計算該晶試計算該晶體中體中NiNi3+3+與與NiNi2+2+的離子數(shù)之比。的離子數(shù)之比。參考答案：參考答案： NiNi3+ 3+ ：NiNi2+2+6 6 ：9191 本題命題角度較新穎，實際上難度不大，第（本題命題角度較新穎，實際上難度不大，第（2）題所提供的題所提供的Ni0.97O信息，實際上是一種信息，實際上是一種“平均化學平均化學式式”。盡管題給示意圖及題目敘述中提到了有。盡管題給示意圖及題目敘述中提到了有“Ni2+”空缺，但空缺，但“Ni0.97O”的平均化學式與所述的平均化學式與所述的的“空缺空缺”無關，它只是遵循著電中性原則，即無關，

20、它只是遵循著電中性原則，即由于摻雜多帶一個電荷的由于摻雜多帶一個電荷的Ni3+代替了部分代替了部分Ni2+ ，才，才使使“NiO”變成了變成了“Ni0.97O”。 一題多解：一題多解：（ 1）由題意可得氧化鎳中有許多由）由題意可得氧化鎳中有許多由4個個Ni2+和和4個個O2-相鄰且占據(jù)頂點的小立方體構(gòu)成，如圖所示：相鄰且占據(jù)頂點的小立方體構(gòu)成，如圖所示：此小立方體的每個此小立方體的每個Ni2+與與O2-均為均為8個小立方體共用個小立方體共用，因此小立方體擁有，因此小立方體擁有Ni2+與與O2-均為：均為：44/8=1/2，取取1 mol晶體，則含有晶體，則含有6.021023/(1/2)個小立方體。個小立方體。晶體密度晶體密度 = m/V=74.7g(a10-8cm)36.021023/(1/2)=62.0/a3 gcm-3。（2 2）0.97 mol0.97 mol的鎳離子的平均帶電量為的鎳離子的平均帶電量為2 2，那么那么1 mol1 mol鎳離子的平均帶電量為鎳離子的平均帶電量為2/0.972/0.97，這是這是+2+2和和+3+3價的鎳離子的共同電量，由此價的鎳離子的共同電量，由此可列方程式。不同于上解的是，這種做法可列方程式。不同于上解的是，這種做法將將0.97 mol0.97 mo