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第四节 离子晶体

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第四节 离子晶体. 一 . 离子晶体. 1. 概念:. 阳、阴离子通过离子键结合成的晶体。. 晶体微粒. 微粒间作用力 (无方向性、无饱和性). 2. 常见的离子晶体:. 强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。. 思考. 离子晶体有怎样的物理性质?. 3. 离子晶体物理性质 :. ( 1 )一般地,熔沸点较高、 硬度较大, 难压缩;. ( 2 )固态不导电,熔融态导电,部分溶于水导电;. ( 3 )一般易溶于水 , 难溶于非极性溶剂。. 一般地(同类型): 离子电荷数越多 , 离子半径越小 , 熔沸点升高。. 4. 晶胞类型:. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 第四节  离子晶体
Page 2: 第四节  离子晶体

强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。

1.1. 概念:概念:阳、阴离子通过离子键结合成的晶体。阳、阴离子通过离子键结合成的晶体。

晶体微粒晶体微粒 微粒间作用力微粒间作用力(无方向性、无饱和性)(无方向性、无饱和性)

2.2. 常见的离子晶体:常见的离子晶体:

一 . 离子晶体

离子晶体有怎样的物理性质?

Page 3: 第四节  离子晶体

3. 离子晶体物理性质: ( 1 )一般地,熔沸点较高、硬度较大,难压缩;

一般地(同类型):

离子电荷数越多 , 离子半径越小 , 熔沸点升高。

( 3 )一般易溶于水 , 难溶于非极性溶剂。

( 2 )固态不导电,熔融态导电,部分溶于水导电;

Page 4: 第四节  离子晶体

4.4. 晶胞类型:晶胞类型:

2). 与 Na+ 紧邻等距的 Cl- 有 __ 个?(即 Na+ 的配位数为 __ )

与 Cl- 紧邻等距的 Na+ 有 __ 个?(即 Cl- 的配位数为 __ )

1). 晶胞中拥有几个 Na+ 、 Cl- ?

66

4

它们在空间构成什么构型 ?

( 1 ) NaCl 晶体

66

Page 5: 第四节  离子晶体

3

15

62

4

正八面体

3). 与 Na+ 紧邻等距的 Na+ 有 ___ 个?12

Page 6: 第四节  离子晶体

Cs+ 离子

Cl- 离子

(2)CsCl 晶体

1. 每个晶胞含 CsCs++ 、 ClCl-- 的个数? 2.Cs2.Cs++ 的配位数为的配位数为 ,这几个,这几个 ClCl-- 在空间构成在空间构成 ________ 构构型型 ..3.Cl3.Cl-- 的配位数为的配位数为 ,这几个,这几个 CsCs++ 在空间构成在空间构成 ________ 构构型型 ..

4. 与 Cs+ 紧邻等距的 Cs+ 有 _____ 个,与 Cl- 紧邻等距的 Cl- 有 _____ 个。

88

立方体立方体

66

Page 7: 第四节  离子晶体

(3)CaF2 型晶胞

2.Ca2+ 的配位数: ____

F- 的配位数: ______

1. 一个 CaF2 晶胞中含 :___ 个 Ca2+ 和 ____个 F-

84

4 8

F-

Ca2+

Page 8: 第四节  离子晶体

离子晶体 阴离子的配位数 阳离子的配位数

NaClCsCl

两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数为什么不同?

6 6

8 8

什么因素决定离子的配位数?

Page 9: 第四节  离子晶体

离子 Na+ Cs+ Cl-

离子半径 /pm 95 169 181

晶体 NaCl CsCl

r+/r-

配位数 6 80.52 0.93

配位数 4 6 8半径比 0.2 ~ 0.4 0.4 ~ 0.7 0.7 ~ 1.0

空间构型 ZnS型 NaCl型 CsCl型

二 . 影响晶体结构的因素:1. 几何因素—正负离子的半径比:

一般地:半径比↑,配位数↑

Page 10: 第四节  离子晶体

2. 电荷因素—正负离子的电荷比:

CaF2 晶体:电荷数之比 _____ , Ca2 +配位数是 ___ ,

F -的配位数是 ____ ,配位数之比 ___ 。

2:1

2:1

8

4

3. 键性因素——离子键的纯粹程度

NaCl 晶体:电荷数之比 _____;Na +配位数是 ___ , Cl- 的配位数是 ____ ,配位数之比 ___ 。

1:11:16

6

电荷数比 = 配位数比

Page 11: 第四节  离子晶体

NaCl

CsCl

熔点℃ 沸点℃

801

645

1413

1290

为什么 NaCl 的熔沸点比 CsCl 高?离子键的强弱如何定量衡量?

Page 12: 第四节  离子晶体

1. 概念: 气态离子形成 1 摩尔离子晶体释放的能量。(或拆开 1mol 离子晶体形成气态阴、阳离子吸收的能量)

三 . 离子晶体的晶格能

符号: U 单位: KJ/mol 数值:取正值

Page 13: 第四节  离子晶体

阴、阳离子半径越小,所带电荷越多,晶格能越大,离子键越强 . (同类型)

2. 影响晶格能大小的因素 :

Page 14: 第四节  离子晶体

1. 下列描述中错误的是( )BB

CC

A B C D

晶体 硫化钾 干冰 金刚石 碘组成晶体的微粒 阴阳离子 分子 原子 分子晶体微粒间存在

的作用力离子键 共价键 共价键 范德华力

2. 下列晶体熔点由低到高的顺序正确的是(  ) A.NaCl 、 SiO2 、 CO2    B.NaCl 、 CO2 、 SiO2

C.NaCl 、 MgO 、 SiO2   D.NaCl 、 SiO2 、 MgO

Page 15: 第四节  离子晶体

3. 下列有关晶体的叙述中不正确的是 ( )A. 金刚石晶体中 , 由共价键形成的最小碳原子环 为 6 元环B.NaCl 晶体中 , 每个 Na+ 周围紧邻等距的 Na+

共 6 个C. 氯化铯晶体中 , 每个 Cs+ 周围紧邻 8 个 Cl-

D. 干冰晶体中 , 每个 CO2 分子周围紧邻 12 个

CO2 分子

BB

4. 下列为分子式的是 ( )

A.NH4Cl B.SiO2 C.P4

D.Na2SO4

CC

Page 16: 第四节  离子晶体

物质 NaF NaCl NaBr NaI NaCl KCl RbCl CsCl

熔点℃ 995 801 755 651 801 776 715 646

物质 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 SiCl4 GeCl4 SnCl4 PbCl4

熔点℃ -90.2

-70.4

5.2 12.05 -70.4

-49.5

-36.2

-15.0

① 钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点高低取决于 ________ ,在这种情况下, ________ 越大, _______ 越弱,故熔点依次降低。② 硅的卤化物及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点高低取决于

_________ , __________ 越大, _____ 越大,故熔点依次升高。③ 钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物的熔点高得多,这是由

___________________________________________。

5. 依据下表中数据回答下列问题:

Page 17: 第四节  离子晶体
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66 、影响离子键强弱的因素:、影响离子键强弱的因素:

离子半径和 离子电荷

同种类型的离子晶体,通常离子同种类型的离子晶体,通常离子半径越半径越 、离子带电荷越、离子带电荷越 ,离子键,离子键就越就越 。离子键越强,破坏它所需能。离子键越强,破坏它所需能量就越量就越 。熔点就越。熔点就越 。。

小 多强大 高

Page 19: 第四节  离子晶体

CsCl晶体的结构

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3

15

62

4

正八面体

Page 21: 第四节  离子晶体

5. 如图所示是某些晶体的结构,它们分别是NaCl 、 CsCl 、干冰、金刚石、石墨结构中的某一部分。

⑴ 其中代表金刚石的是(填编号字母,下同) _____,其中每个碳原子与 ____个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于 ____晶体。

⑵ 其中代表石墨的是 _______,其中每个正六边形占有的碳原子数平均为 ______个。

⑶ 其中代表 NaCl的是 ______ 。⑷代表 CsCl的是 ___,它属于___晶体,每个 Cs+ 与 __ 个 Cl—紧邻。

⑸ 代表干冰的是 _________,它属于 ______晶体,每个 CO2分子与 ______ 个 CO2分子紧邻。

⑹ 上述五种物质熔点由高到低的顺序 ______________________。

Page 22: 第四节  离子晶体

3. 晶格能的作用:

( 1 )晶格能越大,离子晶体越稳定,离子晶体的熔沸点越高,硬度越大。( 2 )岩浆晶出规则与晶格能的关系

★ 晶格能高的晶体熔点较高,更容易在岩浆冷却过程中冷却下来,从而先结晶。