高中化学选修三34第四节离子晶体

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1、三.3.4第四节离子晶体［学习目标］学习目标1、掌握离子晶体的概念，能识别氯化钠、氯化饱、氟化钙的晶胞结构；2、了解离子晶体的性质与晶胞结构的关系；3、知道离子晶体的配位数与离子半径比的关系；4、能说明晶格能的大小与离子晶体性质的关系。学习重点：1、离子晶体的物理性质的特点；2、离子晶体配位数及其影响因索；3、晶格能的定义和应用。学习难点：1、离子晶体配位数的影响因素；2、晶格能的处义和应用。［知识要点］一、离子晶体（离子化合物的固态形式）1、离子晶体①定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。例：N&O、NIhCl、Na2SO„NaCl、CsCl、Cal%等都是离子

2、晶体，其中Na2O>NaCkCsCl、CdF?晶体中只有离子键。注：离子键——阴、阳离子间极强的静电作用。②构成晶体的微粒：阴、阳离子（在晶体中不能口由移动）③微粒间的作用：离子键④常见的离子晶体——离了化合物：强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐等⑤结构待点：理论上，结构粒子可向空间无限扩展⑥离子晶体性质：熔沸点较高、破度较大、难于压缩、熔融状态能够导电；溶解性差异较大，如KNO,易溶于水、CaCOs难溶于水。说明：I:在离子品体中，离子间存在着较强的离子键，使离子品体的硬度较大、难于压缩；而且，要使离子品体由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏这些较强的离子键。因此，离子

3、品体具冇较高的熔点利沸点，如NaCl的熔点为80PC,沸点为1413°C；CsCl的熔点为645°C,沸点为1290°C。I【：离子晶体在固态时不能导电是因为固态时虽有阴阳离子，但不能自山移动。但在熔化状态下或水溶液中离子键发生断裂，使阴阳离子在外加电场作用下产生定向移动，因此能够导电。2、离子晶体中离子键的配位数（C.N.）⑴定义：是指一个离子周由最邻近的异电性离子的数目。如NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数NaCl66CsCl88说明:I、氯化钠型晶胞:阴、阳离子的配位数是6,即每个Na+紧邻6个C1-,每个C1-紧邻6个Na

4、+K.CI从IK①钠离子、氯离子的位置关系：钠离子和氯离子位于立方体的顶角上，并交错排列。钠离子：体心和棱中点；氯离子：面心和顶点，或反Z；②每个晶胞含钠离子、氯离子的个数：cr8X1/8+6X1/2=4Na12X1/4+1二4；③与N『等距离且鮫近的冇12个：@NaC「比例为1:1,化学式为NaCl,屈于AB型离子晶体。II＞氯化絶型晶胞：阴、阳离子的配位数是8,即每个Cs+紧邻8个每个Cl-紧邻8个Cs+crCs*CsClCsCl晶胞从图中可以很明显地看出：每个Cs•周圉最邻近的C厂有8个，每个C「周圉最邻近的Cs•有8个，贝iJCs）Cl的配位数都是8。因此整个晶体

5、中,CsCl比例为1:1,化学式为CsCl,属于AB型离子晶体。同是AB型离子晶体，CsCl与NaCl的晶体结构和配位数不一样。3.决定离子晶体结构的主要因素：①几何因素：正.负离子的半径比的大小;晶体的阴.阳离子所带的屯荷数相同的AB烈离子晶体的几何因素与配位数（阴.阳离子个数相同，配位数也相同）的关系：r+/r-配位数0.225-0.41440.414-0.73260.732-1.008②电荷因索:JE＞负离子所带电荷的多少；晶体中阴、阳离子的电荷数不相同，阴、阳离子个数不相同，各离子的配位数也不相同。例：图中晶胞结构计算：每个C屮周用最邻近的F有8个，表明C『的配位

6、数为8。每个门超围最邻近的Cf冇4个，表明F的配位数是4。由此可见,在CaF2晶体中,•和F个数比为1：2,刚好与Ca^和F的电荷数Z比2:1。整个晶体的结构与前而NaCl和CsCl的结构完全不相同。因此可以得出晶体中阴、阳离子电荷比也是决立离子晶体结构的重耍因索，称为电荷因索。①键性因素：离子键的纯粹程度。小结：木节课主要学习离子晶体的基木性质与结构。通过木节学习可以知道为什么离子晶体种类繁多且结构多样。由于离子晶体中阴、阳离子的结合方式使得整个晶体是一个''巨分子”，不存在单个分子。CsCl、NaCl.Cag表示的只是晶体中阴、阳离子个数比的化学式，不表示分子组成的分子

7、式。二、晶格能：(可以衡量离子晶体中离子键的强弱、离子晶体的稳定性)1、定义：气态离子形成lmol离子晶体时释放的能量，通常取正值。如：lmol气态钠离子和lmol气态氮离子结合生成lmol氯化钠晶体释放的能最为氯化钠晶体的晶格能。Na*(g)+Cl'(g)===NaCl(s)；AH2、晶格能的大小与晶体的稳定性：(1)对晶体构型相同的离子化介物，离子所带屯荷越多，离子半径越小，离子晶体的晶格能越大。(2)晶格能越人，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越人。3、岩浆晶出规则：晶格能窩的晶体，熔点较高，更容易在岩浆