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人教版選擇性必修2《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》
第1課時(shí) 離子晶體
第三章·第三節(jié) 金屬晶體與離子晶體
雪花、鉆石、食鹽和銅都是晶體，那晶體之間有沒(méi)有什么不同呢，雪花、鉆石、食鹽和銅的微粒構(gòu)成是一樣的嗎？
分子間作用力
分子晶體
共價(jià)鍵
水分子
碳原子
共價(jià)晶體
雪花
鉆石
離子鍵
離子晶體
鈉離子、氯離子
食鹽
金屬鍵
金屬晶體
銅原子、電子
銅
任務(wù)一 離子鍵
1.離子鍵
陰、陽(yáng)離子間的靜電作用（靜電引力和斥力）
+
勢(shì)能最小，最穩(wěn)定，形成離子鍵
2.離子鍵的特征
①?zèng)]有方向性：電荷是球形分布的
②沒(méi)有飽和性：每個(gè)離子可以與幾個(gè)相反電荷的離子，產(chǎn)生靜電作用。
共價(jià)鍵的特征：有方向性和飽和性
任務(wù)一 離子鍵
3.離子鍵的形成條件
元素的電負(fù)性差值：
若 χ＞1.7，發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生陰、陽(yáng)離子，形成離子鍵；
若 χ＜1.7，不發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，形成共價(jià)鍵。
離子鍵和共價(jià)鍵之間并非是截然區(qū)分的，離子鍵可以看成是極性共價(jià)鍵的極端。
任務(wù)二 離子晶體
1.概念
由陰離子和陽(yáng)離子通過(guò)離子鍵而形成的晶體
2.構(gòu)成微粒及微粒間作用力
構(gòu)成微粒
陰陽(yáng)離子
相互作用
離子鍵
判斷方法
注意：
不存在單個(gè)分子，無(wú)分子式。化學(xué)式表示原子最簡(jiǎn)整數(shù)比。
離子晶體中的作用力是離子鍵，即影響化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性，又影響物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)、硬度的大小。
可能還有共價(jià)鍵、氫鍵
任務(wù)二 離子晶體
3.常見(jiàn)的離子晶體
強(qiáng)堿：如NaOH 、KOH
活潑金屬氧化物:如Na2O 、Na2O2
大多數(shù)鹽：如NaCl 、NH4Cl（AlCl3、BeCl2通常是分子晶體）。
膽礬 CuSO4·5H2O 螢石 CaF2 重晶石 BaSO4 燒堿
NaOH
任務(wù)二 離子晶體
4.物理特性
問(wèn)題：結(jié)構(gòu)相似的離子晶體，為什么熔沸點(diǎn)存在差異？
NaCl MgO
熔點(diǎn) /℃ 801 2800
沸點(diǎn) /℃ 1413 3600
離子鍵的強(qiáng)弱不同
晶格能:
在標(biāo)準(zhǔn)狀況下將 1 mol 離子型晶體（如 NaCl）拆散為 1 mol 氣態(tài)陽(yáng)離子（Na+）和 1 mol 陰離子（Cl-）所需要的能量，符號(hào)為U，單位為 kJ·mol-1。
任務(wù)二 離子晶體
4.物理特性
問(wèn)題：根據(jù)表中幾種離子晶體的晶格能和熔點(diǎn)數(shù)據(jù)，歸納影響晶格能大小的因素。
晶體 離子間距／pm 晶格能／（kJ·mol1） 熔點(diǎn)／℃
NaCl 276 787 801
NaBr 290 736 750
NaI 311 686 662
MgO 205 3890 2800
離子半徑越小，所帶電荷數(shù)越多，晶格能越大，熔點(diǎn)越高。
任務(wù)二 離子晶體
4.物理特性
①熔沸點(diǎn)：
②硬度：
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。一般說(shuō)來(lái)，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。
離子晶體的硬度較大，難于壓縮。陰陽(yáng)離子間有較強(qiáng)的離子鍵，使離子晶體的硬度較大，當(dāng)晶體受到?jīng)_擊力作用時(shí)，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破碎。
大多數(shù)離子晶體易溶于水，難溶于有機(jī)溶劑。
④溶解性：
③導(dǎo)電性：
離子晶體不導(dǎo)電，但熔融或溶于水后能導(dǎo)電。
⑤延展性：
離子晶體較脆，延展性較差。
問(wèn)題：NaCl等離子晶體在熔融狀態(tài)下導(dǎo)電、水溶液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電有什么不同
任務(wù)一 離子晶體
NaCl溶液能夠?qū)щ?br/>熔融的NaCl能夠?qū)щ?br/>離子晶體固態(tài)時(shí)不能導(dǎo)電，因?yàn)殛庩?yáng)離子不能自由移動(dòng)，
在熔融或水溶液狀態(tài)下，產(chǎn)生自由移動(dòng)的陰陽(yáng)離子，才能夠?qū)щ姟?br/>金屬在外加電場(chǎng)條件下，自由電子定向運(yùn)動(dòng)而形成電流。
任務(wù)二 典型離子晶體的結(jié)構(gòu)特征
1.NaCl晶體
①晶體堆積方式屬于面心立方，Na+位于體心和棱心，Cl-位于面心和頂點(diǎn)。或者反之，交錯(cuò)排列。
②NaCl晶胞中包含有 個(gè)Na+ 個(gè)Cl-。
4
4
③Na+的配位數(shù) 個(gè)，Cl- 的配位數(shù) 個(gè),它們所圍成的空間幾何構(gòu)型是 。
④Na+周圍最近的Na+數(shù) 個(gè)，Cl-周圍最近的Cl-數(shù) 個(gè)。
6
6
12
12
正八面體
Cl－
Na＋
鈉離子所處的環(huán)境
氯離子所處的環(huán)境
任務(wù)二 典型離子晶體的結(jié)構(gòu)特征
2.CsCl晶體
①晶體堆積方式屬于體心立方，Cs+位于體心，Cl-位于頂點(diǎn)。或者反之，交錯(cuò)排列。
②CsCl晶胞中包含有 個(gè)Na+ 個(gè)Cl-。
1
1
③Na+的配位數(shù) 個(gè)，Cl- 的配位數(shù) 個(gè),它們所圍成的空間幾何構(gòu)型是 。
④Cs+周圍最近的Cs+數(shù) 個(gè)，Cl-周圍最近的Cl-數(shù) 個(gè)。
8
8
6
6
正方體
任務(wù)二 典型離子晶體的結(jié)構(gòu)特征
3.CaF2晶體
①Ca2+位于頂點(diǎn)和面心，F(xiàn)-位于立方體內(nèi)。
②CaF晶胞中包含有 個(gè)Ca2+ 個(gè)F-。
4
8
③Ca2+的配位數(shù) 個(gè)，他們所圍成的幾何構(gòu)型是 ；F- 的配位數(shù) 個(gè)，他
們所圍成的幾何構(gòu)型是 。
④Ca2+周圍最近的Ca2+數(shù) 個(gè)，F(xiàn)-周圍最近的F-數(shù) 個(gè)。
⑤該晶胞中Ca2＋和F－的最近距離為 。
8
正方體
4
正四面體
12
6
Ca2+
F-
四分之一體對(duì)角線
任務(wù)二 典型離子晶體的結(jié)構(gòu)特征
晶胞 陰離子配位數(shù) 陽(yáng)離子配位數(shù) 晶胞均攤粒子數(shù)目
NaCl晶胞 6 6 Na+：1
Cl-：1
CsCl晶胞 8 8 Cs+：1
Cl-：1
CaF2 晶胞 4 8 Ca2+：4
F-：8
知識(shí)補(bǔ)充
實(shí)際上，大量離子晶體中的陰離子或陽(yáng)離子不是單原子離子。
化合物 熔點(diǎn)/℃
NH4NO3 169.6
Ca(H2PO4)2 109
CH3COOCs 194
C2H5NH3NO3 12
有些離子組成的物質(zhì)在常溫下甚至以液態(tài)形式存在。
離子液體:
熔點(diǎn)低、穩(wěn)定性強(qiáng)、是優(yōu)良的綠色溶劑等優(yōu)點(diǎn)
有的還存在電中性分子( H2O、NH3等)。
離子液體
課堂練習(xí)
如圖為NaCl和CsCl的晶體結(jié)構(gòu)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的
A. NaCl和CsCl都屬于AB型的離子晶體
B. CsCl晶體中每個(gè)Cl－周圍緊鄰8個(gè)Cs＋
C. NaCl和CsCl晶體中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比不同
D. NaCl和CsCl晶體中陰、陽(yáng)離子的半徑比不同
C
課堂練習(xí)
NaH的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，已知其晶胞邊長(zhǎng)為a，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. 每個(gè)鈉離子周圍距離相等且最近的氫離子有6個(gè)
B. 該晶胞中含有氫離子的數(shù)目為4
C. 該晶胞中兩個(gè)氫離子之間的最短距離為
D. 基態(tài)鈉離子的電子排布式為1s22s22p6
C

課堂練習(xí)
ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。立方ZnS晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示，每個(gè)Zn2＋周圍最近且等距離的Zn2＋有____個(gè)；S2－周圍最近且等距離的S2－有_____個(gè)。Zn2+的配位數(shù)為 ，Zn2+的配位數(shù)為 。其晶胞邊長(zhǎng)為540.0 pm，a位置S2-離子與b位置Zn2+離子之間的距離為_(kāi)__________pm（列式表示）。
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