資源簡介

(共32張PPT)
專題3 微粒間作用力與物質性質
離子鍵 離子晶體
1.能描述離子鍵的成鍵特征及其本質
2.能解釋和預測同類型離子化合物的某些性質
3.能描述常見類型的離子化合物的晶體結構
靜電作用
靜電引力
靜電斥力
一、離子鍵的形成
當陰、陽離子之間的靜電引力和靜電斥力達到平衡時，陰、陽離子保持一定的平衡核間距，形成穩定的離子鍵，整個體系達到能量最低狀態。
只存在于離子化合物中：大多數鹽、強堿、活潑金屬氧化物、氫化物等。
成鍵條件：
成鍵元素的原子得、失電子的能力差別很大，電負性差值大于1.7。
有的離子化合物中只含有離子鍵，如MgO、NaF、MgCl2等；
有的離子化合物中既含有離子鍵又含有共價鍵，如NaOH等。
表示方法：電子式
【思考】離子鍵有方向性和飽和性嗎？
②只要空間允許，一個陰(陽)離子將盡可能多地吸引陽(陰)離子排列在其周圍，并不受離子本身所帶電荷數的限制，因此，離子鍵沒有飽和性。
①離子可看作是一個帶電的球體，它在空間各個方向上的靜電作用是相同的。由于靜電引力(或斥力)沒有方向性，陰、陽離子可以在空間任何方向與帶相反(或相同)電荷的離子相互吸引(或排斥)，所以離子鍵沒有方向性。
+
-
二、離子晶體
膽礬
CuSO4·5H2O
明礬
KAl(SO4)2·12H2O
瑩石
CaF2
重晶石
BaSO4
1、定義：由陰、陽離子按一定方式有規則地排列形成的晶體。
2、成鍵粒子：
陰、陽離子
3、相互作用力：
離子鍵
強堿、活潑金屬氧化物、大部分的鹽類。
4、常見的離子晶體：
概念辨析
離子晶體的化學式只表示晶體中陰、陽離子的個數比，不表示其分子組成。
離子晶體中不一定都含有金屬元素，如NH4Cl是離子晶體。
離子晶體中除離子鍵外還可能含其他化學鍵，如NaOH晶體中還含有O—H共價鍵，Na2O2晶體中還含有O—O共價鍵。
由金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體，如AlCl3是由金屬元素Al和非金屬元素Cl組成的分子晶體。
含有金屬離子的晶體不一定是離子晶體，如金屬晶體中含有金屬離子。
NaCl晶體
用手揉捏食鹽
硬度大
生活經驗
NaCl的物理性質
燒烤、爆炒等加入食鹽，未見其熔融
熔點較高（801 oC）
Cl
Na+
離子晶體中，陰、陽離子間有強烈的相互作用（離子鍵），要克服離子間的相互作用使物質熔化和沸騰，就需要較多的能量。
是指拆開1 mol離子晶體使之形成氣態陰離子和氣態陽離子時所吸收的能量。
NaCl(s)→ Na+(g)＋Cl－(g) U=786 kJ·mol－1
晶格能
符號為：U
——衡量離子晶體中陰、陽離子間相互作用力的大小。
【思考】影響晶格能的因素有哪些？
陰、陽離子的電荷數越多，離子半徑越小，晶格能越大。
5、離子晶體的性質
1
具有較高的熔、沸點，難揮發
離子晶體的熔、沸點取決于構成晶體的陰、陽離子間離子鍵的強弱，而離子鍵的強弱，可用晶格能的大小來衡量。
晶格能越大，離子鍵越牢固，離子晶體的熔點越高、硬度越大。而對于同種類型的離子晶體，離子所帶的電荷數越多，半徑越小，晶格能越大。
如MgO＞Na2O；NaCl＞CsCl等
5、離子晶體的性質
2
硬而脆，無延展性
離子晶體中，陰、陽離子間有較強的離子鍵，離子晶體表現出較高的硬度。當晶體受到沖擊力作用時，部分離子鍵發生斷裂，導致晶體破碎
施加外力
發生滑動
陽離子
陰離子
同種電荷相互排斥，使晶面裂開
5、離子晶體的性質
3
導電性
離子晶體不導電，熔化或溶于水后能導電。
離子晶體中，離子鍵較強，離子不能自由移動，即晶體中無自由移動的離子，離子晶體不導電。
當升高溫度時，陰、陽離子獲得足夠能量克服離子間的相互作用，成為自由移動的離子，在外電場作用下，離子定向運動而導電。離子化合物溶于水時，陰、陽離子受到水分子作用變成了自由移動的離子(或水合離子)，在外電場作用下，陰、陽離子定向運動而導電.
6、離子晶體的結構
氯化鈉型
屬于氯化鈉型離子晶體的還有KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO、CaS等。
Cl
Na+
每個NaCl晶胞中含有4個Na+和4個Cl－， 個數比1：1。
【思考】每個NaCl晶胞中微粒數是多少？
Cl
Na+


8
1
2
1
4
1
離子晶體中不存在單個分子，其化學式表示離子的個數比。
氯化鈉型
Na+
Cl-
3
1
5
6
2
4
1
5
4
2
3
6
每個Cl- 周圍與之最接近且距離相等的Na+共有6個，每個Cl- 周圍與它最近且等距的Cl- 有12個。
這幾個Na+在空間構成的幾何構型為正八面體
配位數
配位數：一個離子周圍最鄰近的異電性離子的數目
氯化銫型
Cl
Cs+
CsCl、CsBr、CsI、NH4Cl等晶體都屬于氯化銫型離子晶體。
1
8
1
每個CsCl晶胞中含有1個Cs+和1個Cl－， 個數比1：1。
8× =1
Cs+和Cl-
配位數均為8
【思考】NaCl、CsCl都是AB型離子化合物，其中一種離子周圍緊鄰的帶相反電荷的離子數目卻不同。原因是什么？
兩者的數目之所以不同，主要在于離子半徑的差異。Cs+的半徑要大于Na+，因而可以吸引更多的Cl－。
在NaCl晶體中，每個Na+的周圍有6個Cl－，
而在CsCl晶體中，每個Cs+的周圍有8個Cl－。
可見，離子晶體中不同離子周圍異電性離子數目的多少主要取決于陰、陽離子的相對大小。
CaF2型
①Ca2＋的配位數為8，F－的配位數為4，二者的配位數之比等于二者電荷(絕對值)之比；
CaF2型
④Ca2＋與F－之間的最短距離為晶胞體對角線長的
②每個F－周圍緊鄰的4個Ca2＋構成正四面體，每個Ca2＋周圍緊鄰的8個F－構成立方體；
③每個晶胞中有4個Ca2＋、8個F－；
ZnS型
④Zn2＋與S2－之間的最短距離為晶胞體對角線長的
①Zn2＋、S2－的配位數均為4；
②每個Zn2＋(S2－)周圍緊鄰的S2－(Zn2＋)構成正四面體；
③每個晶胞中有4個S2－、4個Zn2＋；
拓展視野：硫酸銨晶體的結構
實驗測得，圖中“H…O”原子間的距離為199 pm，小于H與O的范德華半徑之和272 pm，大于H—O共價鍵的鍵長96 pm，說明二者之間的作用力大小在范德華力和共價鍵之間，且N—H與H…O之間的角度為156°，也符合形成氫鍵的條件。
由此，可以判斷SO42-與NH4+之間形成的是氫鍵（N—H…O），而非離子鍵。
三、晶體相關計算
晶體的化學式表示的是晶體（也可以說是晶胞）中各類原子或離子數目的最簡整數比
A
B
化學式：
AB
（A表示陽離子）
1、晶體化學式的確定
三、晶體相關計算
晶體的化學式表示的是晶體（也可以說是晶胞）中各類原子或離子數目的最簡整數比
1、晶體化學式的確定
（A表示陽離子）
A
B
化學式：
A2B
A
B
化學式：
AB
（A表示陽離子）
B
化學式：
A
C
ABC3
（A表示陽離子）
三、晶體相關計算
2、晶體密度
ρ= m/V
根據晶胞結構確定各種粒子的數目
根據晶胞的邊長或微粒間的距離
晶胞質量
晶胞體積
求
求
單位：g·cm-3
若氯化鈉晶胞參數（晶胞正方形的邊長）為a pm，請計算其密度。
NA×a3×10-30
4×58.5
a pm
=
Cl
Na+


8
1
2
1
4
1
a pm=a×10-10cm
NA×a3×10-30
234
=
g·cm-3
性質差異較大
離子晶體
陽離子
離子鍵
陰離子
晶格能
結構
計算
氯化鈉型
氯化銫型
分子式
密度
1、 氟在自然界中常以CaF2的形式存在，下列表述正確的是（ ）
A. Ca2＋與F－間僅存在靜電吸引作用
B. F－的離子半徑小于Cl－，則CaF2的熔點低于CaCl2
C. 陰、陽離子數目比為2∶1的物質，均具有與CaF2相同的晶胞結構
D. CaF2中的化學鍵為離子鍵，因此CaF2在熔融狀態下能導電
D
2.下列關于離子鍵的說法中錯誤的是(　 　)
A.離子鍵沒有方向性和飽和性
B.非金屬元素組成的物質也可以含有離子鍵
C.離子鍵是陰、陽離子間的靜電作用
D.因為離子鍵無飽和性,故一種離子周圍可以吸引任意多個帶異性電荷的離子
D
3.如圖所示,在較高溫度時,鉀、氧兩種元素形成的一種晶體結構與NaCl晶體結構相似,則該化合物的化學式為(　　)
D
A.K2O
B.K2O2
C.K2O3
D.KO2

展開更多......

收起↑