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離子晶體
第3章 不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)
1.了解幾種典型離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)；
2.認識離子晶體的物理性質(zhì)與晶體結(jié)構(gòu)的關系。
一、離子晶體
離子晶體：由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。
膽礬
CuSO4·5H2O
明礬
KAl(SO4)2·12H2O
瑩石
CaF2
重晶石
BaSO4
無方向性、無飽和性
→緊密堆積
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(shù)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。
二、幾種離子晶體的結(jié)構(gòu)
氯化鈉型
1. Na+ 、 Cl- 在晶胞中的什么位置？
2. 在一個晶胞中， Cl- 的個數(shù)等于多少？ Na+的個數(shù)等于多少？
3.在NaCl晶體中，是否存在單獨“NaCl”分子？
Cl-按面心立方堆積方式排列，Na+離子填充在Cl-所成的空隙中。
氯化鈉型
(NaCl晶胞)
離子晶體沒有分子式，其化學式表示的是離子的個數(shù)比。
8× + 6× = 4
18
?
12
?
氯原子數(shù) =
12× + 1= 4
14
?
鈉原子數(shù) =
鈉離子和氯離子的個數(shù)比為:
1:1
氯化鈉型
(NaCl晶胞)
配位數(shù)：
Na+：6個 ； Cl- ：6個
氯化銫型
Cl?
Cs+
8×
18
?
氯原子數(shù) =
1
銫原子數(shù) =
銫離子和氯離子的個數(shù)比為:
1:1
配位數(shù)：
Cs+：8個 ； Cl- ：8個
ZnS型
S2-按 面心立方堆積方式排列，
Zn2+ 離子填在S2-所成的空隙中。
每個晶胞含：
Zn2+ ：4個 ； S2- ：4個
配位數(shù)：
Zn2+ ：4個 ； S2- ：4個
CaF2型
Ca2+按 面心立方堆積方式排列，
F?填在Ca2+所成的空隙中。
每個晶胞含：
Ca2+ ：4個 ； F- ：8個
配位數(shù)：
Ca2+ ：8個 ； F- ：4個
【思考】結(jié)構(gòu)相似的離子晶體，為什么熔沸點仍存在差異？
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
NaCl
MgO
熔點 /℃
801
2800
沸點 /℃
1413
3600
離子晶體中陰、陽離子間作用力的強弱在一定程度上可以用離子晶體的晶格能來衡量。
三、離子晶體的晶格能
(2)意義：吸收的能量越多，晶格能越大，表示離子間作用力越強，離子晶體越穩(wěn)定。
(1)概念：將1mol離子晶體完全氣化為氣態(tài)陰、陽離子所吸收的能量。
NaCl (s) = Na+ (g) + Cl- (g)
U = 787kJ/mol
依據(jù)表3-2-3 中的數(shù)據(jù)分析晶格能的大小與離子晶體的熔點的關系，
并與同學們交流研討結(jié)構(gòu)相似的離子晶體其晶格能的大小與哪些因素有關。
影響晶格能大小的因素
②離子半徑越小，所帶電荷數(shù)越多，晶格能越大
①離子電荷一定時，離子半徑越大，晶格能越小
③晶格能越大，離子晶體的熔點越高，硬度越大
1. 高溫下，超氧化鉀晶體(KO2)呈立方體結(jié)構(gòu)。如下圖為超氧化鉀晶體的一個晶胞(晶體中最小的重復單元)。則下列有關說法正確的是 (　　)
A．KO2中只存在離子鍵
B．超氧化鉀的化學式為KO2，
每個晶胞含有1個K＋和1個O2－
C．晶體中與每個K＋距離最近的O2－有6個
D．晶體中，所有原子之間都以離子鍵相結(jié)合
C
2．如圖是從NaCl或CaF2晶體結(jié)構(gòu)圖中分割出來的部分結(jié)構(gòu)圖，其中屬于從CaF2晶體中分割出來的結(jié)構(gòu)圖是(　　)
A．圖(1)和圖(3)
B．圖(2)和圖(4)
C．只有圖(1)
D．只有圖(4)
A
3. 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(shù)目比為2∶1的物質(zhì)，均具有與CaF2相同的晶胞結(jié)構(gòu)
D. CaF2中的化學鍵為離子鍵，因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導電
D

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