离子晶体导学案.docVIP

普通高中课程标准实验教科书—化学选修3

物质结构与性质[人教版]第三章晶体结构与性质

第四节离子晶体导学案(第一课时)

一、学习重难点

离子晶体及其物理性质的特点

离子晶体的晶胞类型

离子晶体的配位数及其影响因素

二、学习内容

主题1：离子晶体的定义及其性质

1.根据以下描述，判断以下晶体类型。

A.熔点3410℃，导电性好，延展性强。

B.熔点3550℃，不导电，不溶于水及有机溶剂，质硬。

C.硬度小,熔点-56.6°C,固态或液态时不导电。

2.构成这些晶体的微粒及微粒间作用力是什么？

构成金属晶体的微粒是，微粒间作用力是；

构成原子晶体的微粒是，微粒间作用力是；

构成分子晶体的微粒是，微粒间作用力是。

3.某晶体熔点800℃，易溶于水，熔化时能导电，其晶体类型是什么？与上述三种物质出现性质差异的原因是什么?

4.根据离子晶体的微粒及微粒间作用力的特点，你认为离子晶体的以下物理性质有何特点？熔沸点硬度导电性

5.从物质类别角度看，常见的离子晶体的有哪些？

主题2：离子晶体的晶胞类型

化学式

离子在晶胞中的位置

每个晶胞中占有的阴离子和阳离子数

阴离子和阳离子数之比

阳离子周围最邻近的阳离子和阴离子数

阴离子周围最邻近的阳离子和阴离子数

阴离子的C.N.

阳离子的C.N.

阴阳离子的C.N.之比

正、负离子半径比

1.在离子晶体中离子的配位数(缩写为C.N.)是指一个离子周围最邻近的的数目。

2.化学式表示单个分子吗？

3.钠离子周围最邻近的氯离子所围成的空间几何构型是

4.氯离子周围最邻近的钠离子所围成的空间几何构型是

主题3：离子晶体配位数影响因素

1.为什么同样是1:1型离子化合物而阴阳离子的配位数不同呢？

2.是否所有的离子晶体的阴阳离子的配位数之比都为1:1呢？

3.影响离子的配位数的因素还有什么？

主题4：拓展

1.晶体密度和晶胞边长〔晶胞参数〕之间有什么关系？

2.晶胞边长和最近的阴、阳离子之间的距离有什么关系？

3.与其它重要的晶体结构上有什么关系？

4.有如下事实数据，请问产生差异的原因是什么？

附录1：

离子

Na＋

Cs＋

Cl－

S2-

Zn2+

离子半径／pm

95

169

18l

184

74

附录2：

附录3：离子晶体稳定存在的条件

离子形成晶体时，阴、阳离子总是尽可能紧密地排列，且一种离子周围所环绕的带相反电荷的离子越多，体系能量越低，所构成的离子晶体就越稳定。

离子晶体的配为数：离子晶体中一种离子周围紧邻的带相反电荷的离子数目。离子晶体中的离子的电荷分布是球形对称的。它们之间的作用力的强弱只取决于它们相互之间的距离。晶体中每种离子能被多少个带相反电荷的离子所包围，与它们的大小有关，与电荷数多少无关。离子晶体中一种离子周围所环绕的带相反电荷的离子的数目的多少，与阴、阳离子半径比r+/r-有关。

从六配位的介稳状态出发,进行半径比与配位数之间关系的探讨.

此时,为介稳状态.如果r+再大些,那么出现上述b)种情况,即阴离子同号相离,异号相切的稳定状态.亦即:当r+继续增加,到达并超过:时,即阳离子离子周围可容纳更多阴离子,为8配位,CsCl型.假设r+变小,即:,那么出现a)种情况,阴离子相切,阴离子阳离子相离的不稳定状态.配位数减少,4配位,ZnS型.总之,配位数与r+/r-之比相关，且:r+再增大,那么到达12配位;r-再减小,那么到达3配位.

阴、阳离子半径比与配位数的关系

r+/r-

配位数

实例

0.225~0.414

4

ZnS

0.414~0.732

6

NaCl

0.732~1.0

8

CsCl

＞1.0

12

CsF

注意:讨论中将离子视为刚性球体,这与实际情况有出入.但仍不失为一组重要的参考数据.因而,我们可以用离子间的半径比值去判断配位数.