复习题教学内容分析

选修三 第四节

离子晶体

教案

鞍山三中

满彪

【问题引入】

1.海水为什么又苦又涩？

2．钠原子与氯原子是如何结合成氯化钠的？你能用电子式表示氯化钠的形成过程吗？

3．常见的离子化合物包括哪些？常温下以什么形态存在？晶体是如何形成的？构成微粒是什么？这些微粒是怎样堆集的？ 【展图观察】NaCl、CsCl晶体模型。

【板书】一、离子晶体

1、 定义：离子间通过离子键结合而成的晶体

（1）结构微粒：阴、阳离子

（2）相互作用：离子键

【讲解】通常情况下，阴、阳离子可以看成是球形对称的，其电荷分布也是球形对称的，只要空间条件允许，一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子。因此离子键没有方向性和饱和性。

【板书】

离子键无方向性和无饱和性

【展示图片】（3）种类繁多：含离子键的化合物晶体：强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐

（4）理论上，结构粒子可向空间无限扩展 【思考】NaCl、CsCl晶体中有无单个个分子，“NaCl”、“CsCl”是否代表分子组成呢？

【讲述】在NaCl晶体或CsCl晶体中，都不存在单个的NaCl分子或单个的CsCl分子，但是，在这两种晶体里阴、阳离子的个数比都是1∶1。所以，NaCl和CsCl是表示离子晶体中离子个数比的化学式，而不是表示分子组成的分子式。

【思考】在

NaCl晶体中，每个Na+周围有几个Cl-？每个Cl-周围有几个Na+？在CsCl晶体中，每个Cs+周围有几个Cl-？每个Cl-周围有几个Cs+？

【板书】二、离子晶体中离子键的配位数

（1） 定义：是指一个离子周围邻近的异电性离子的数目

【探究】NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数 离子晶体

NaCl CsCl 阴离子的配位数

阳离子的配位数

【思考】为什么同是AB型离子晶体，

CsCl与NaCl的晶体结构和配位数不一样？请从两者的组成中试寻找形成差异的原因。

【板书】（2）影响阴、阳离子的配位数的因素|：

①正、负离子半径比的大小

【投影】

离子

离子半径/pm

【学生活动】

NaCl、CsCl中正、负离子的半径比和配位数

NaCl CsCl Na+

95 Cs+

169 Cl-

181

r+/r- = C.N.=6

r+/r- = C.N.=8 【自主探究】CaF2晶体中阴、阳离子的配位数

前面两例中每种晶体的阴、阳离子所带的电荷数相同，阴、阳离子个数相同，配位数不相同。如果离子晶体中阴、阳离子的电荷数不相同，阴、阳离子个数不相同，各离子的配位数是否也不相同？下面请看CaF2晶体结构回答问题：

请根据图中晶胞结构计算：每个Ca2 +周围最邻近的F-有____个，表明Ca2 +的配位数为____。每个F-周围最邻近的Ca2 +有____个，表明F-的配位数是_____。由此可见，在CaF2晶体中，Ca 2 +和F-个数比为______,刚好与Ca2 +和F-的电荷数之比______。整个晶体的结构与前面两例的结构完全不相同。因此可以得出晶体中阴、阳离子电荷比也是决定离子晶体结构的重要因素，称为电荷因素。

（2）电荷因素：晶体中阴、阳离子电荷比

此外，决定离子晶体结构的因素还有离子键的纯粹程度，称为键性因素。对此高中不作详细学习。

（3）键性因素：离子键的纯粹程度

【思考】:

1、根据氯化钠的结构模型确定晶胞，并分析其构成。每个晶胞中有 Na+，有 个Cl-

2、在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Na+有 个

3、在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Cl-所围成的空间结构为 体

【板书】立方晶系的晶胞中, 原子个数比的计算:

(1)处于体心的原子: 完全属于该晶胞

(2)处于面心的原子,属于两个晶胞共有,每个晶胞平均占有它的1/2

(3)处于棱上的原子,属于四个晶胞共有,每个晶胞平均占有它的1/4

(4)处于顶点的原子,属于八个晶胞共有,每个晶胞平均占有它的1/8

晶胞中微粒个数= 晶胞中可视的微粒个数×晶胞占有值

【练习】CsCl的结构晶胞：

+1、根据氯化铯的结构模型确定晶胞，并分析其构成。每个晶胞中有

Cs，有

个-Cl

+2、在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs有

个

[小结]

类型

结构

构成晶体的粒子

相互作用

离子晶体

【观察分析】钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点有何变化变化规律？说明什么？

物质

NaF NaCl NaBr NaI NaCl KCl RbCl CsCl 熔点

995 801 755 651 801 776 715 646

【板书】组成相似的离子晶体，离子半径越小，离子电荷越多，离子键越强，晶体熔点沸点越高。如：KF>KCl>KBr Al2O3>MgO 【讲述】离子晶体的熔点和离子晶体的稳定性与离子键的强弱有关。离子键的强弱可用离子晶体的晶格能来表示。

【板书】二、

离子键的强度——晶格能

【板书】（1）.晶格能（符号为U）:

气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量

晶格能越大,表明离子晶体中的离子键越牢固。一般而言，晶格能越大，离子晶体的离子键越强. 破坏离子键时吸收的能量就越多,离子晶体的熔沸点越高，硬度越大。 【板书】（2）. 影响晶格能的因素——离子的电荷数和离子半径

【小结板书】对晶体构型相同的离子化合物离子电荷数越大，离子半径越小，晶格能越大，离子键越强，晶体越稳定，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。

【投影】四种类型晶体的比较：

晶体类型

构成粒子

粒子间相互作用

硬度

熔沸点

导电性

溶解性

典型实例

离子晶体

分子晶体

原子晶体

金属晶体

[课内测试] 1．下列性质中，可以证明某化合物形成的晶体是离子晶体的是(

)

A．可溶于水

B．具有较高的熔点

C．水溶液能导电

D．固体不导电，熔融状态能导电

2．下列热化学方程式中，能直接表示出氯化钠晶格能的是(

) A．Na＋(g)＋Cl－(g)===NaCl(s)

ΔH1

B．Na(s)＋Cl(g)===NaCl(s)

ΔH2

C．2Na＋(g)＋2Cl－(g)===2NaCl(s)

ΔH3

D．Na(g)＋Cl(g)===NaCl(s)

ΔH4

3．分析下列各物质的物理性质，判断其固态属于离子晶体的是(

) A．碳化铝，黄色晶体，熔点2 200 ℃，熔融态不导电

B．溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不导电

C．五氧化二钒，无色晶体，熔点19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中

D．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电

4．下列大小关系正确的是(

) A．晶格能：NaCl＜NaBr

B．硬度：MgO＞CaO C．熔点：NaI＞NaBr

D．熔、沸点：CO2＞NaCl 5．萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是(

) A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱

B．CaF2的熔点较高，硬度较大

C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电

D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小

6．CaO晶胞如图所示，其中Ca2＋的配位数为(

) A．4

B．6 C．8

D．12

7．CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，但CaC2晶体中由于哑铃形C22－的存在，使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是(

) A．CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大

－B．与Ca2＋距离相同且最近的C22构成的多面体是正六面体

－C．与Ca2＋距离相同且最近的C22有4个

2－D．如图的结构中共含有4个Ca2＋和4个C2

【答案】DADBCBB 【课堂小结】

【课后作业】《能力培养》P57--59前20道选择题。