高中化学第3章晶体结构与性质第4节离子晶体学案新人教版选修3.docVIP

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第四节离子晶体

激趣入题·情境呈现

在我们周围广泛存在着离子化合物,常温下,许多离子化合物以晶体形态存在,如碳酸钙等。这些晶体是如何形成的？在这些晶体中,微粒又是怎样堆积的呢？

依据前面研究金属晶体结构的方法,观察NaCl晶体,发现其中的微粒排布同样具有周期性,从中截取一个面心立方结构,就得到了NaCl晶体的晶胞。

在NaCl中,每个Na＋周围分布有六个Cl－,同样每个Cl－周围分布有六个Na＋,那么,在一个晶胞中实际拥有的Na＋与Cl－各是多少个？

新知预习·自主探究

一、离子晶体

1．结构特点：

2．决定晶体结构的因素：

3．常见的离子晶体：

晶体类型

NaCl

CsCl

CaF2

晶胞

阳离子的配位数

__6__

__8__

__8__

阴离子的配位数

__6__

__8__

__4__

4．物理性质：

(1)硬度__较大__,难于压缩。

(2)熔点和沸点__较高__。

(3)固体不导电,但在__熔融状态或水溶液__中能导电。

二、晶格能

1．概念：气态离子形成__1__mol离子晶体释放的能量。

2．影响因素：

晶格能—eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(离子带电荷越多,离子半径越小))→越大

3．晶格能对离子晶体性质的影响。

晶格能越大,形成的离子晶体越__稳定__,而且熔点越__高__,硬度越__大__。

预习自测·初试牛刀

1．思考辨析：

(1)离子晶体中含有阴、阳离子,在固态时导电。(×)

(2)离子晶体中不存在共价键。(×)

(3)氯化钠、氟化钙晶体我们通常写为NaCl、CaF2,说明晶体中存在组成为NaCl、CaF2的分子。(×)

(4)在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na＋或Cl－为该晶胞与其相邻的晶胞所共有,一个晶胞中Na＋的个数为6；Cl－的个数为4。(×)

(5)氯化钠的熔点大于氯化钾的熔点。(√)

(6)MgO的熔、沸点和硬度均高于CaO。(√)

2．离子晶体不可能具有的性质是(C)

A．具有较高的熔点和沸点

B．易溶于水,难溶于非极性溶剂

C．具有良好的导电性

D．坚硬而易粉碎

解析：离子晶体中的阴、阳离子不能自由移动,离子晶体不能导电,所以选C。

3．下列物质中,含有共价键的离子晶体是(C)

A．NaCl B．SiO2

C．NH4Cl D．I2

解析：NaCl中Na＋离子和Cl－离子之间只存在离子键,是离子晶体,A错；SiO2中只存在共价键,是共价化合物,B错；铵根中存在共价键,Cl－和NHeq\o\al(＋,4)之间存在离子键,NH4Cl是离子化合物,C正确；I2单质中存在共价键,I2为单质,不是化合物,D错。

4．下列说法一定正确的是(D)

A．固态时能导电的物质一定是金属晶体

B．熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体

C．水溶液能导电的晶体一定是离子晶体

D．固态不导电而熔融态导电的晶体一定是离子晶体

解析：四种晶体在不同状态下的导电性区别如下：

分子晶体

原子晶体

金属晶体

离子晶体

固态

不导电

不导电(晶体硅导电)

可导电

不导电

熔融状态

不导电

不导电

可导电

可导电

水溶液

有的可导电

－

－

可导电

5.已知NaCl的摩尔质量为58.5g·mol－1,食盐晶体的密度为ρg·cm－3,若如图中Na＋与最邻近的Cl－的核间距离为acm,那么阿伏伽德罗常数的值可表示为(D)

A．117a3ρ B．eq\f(M,NAa3)

C．eq\f(234,a3ρ) D．eq\f(58.5,2a3ρ)

6．根据下图推测,CsCl晶体中两距离最近的Cs＋间距离为a,则每个Cs＋周围与其距离为a的Cs＋数目为__6__,每个Cs＋周围距离相等且次近的Cs＋数目为__12__,距离为__eq\r(2)a__；每个Cs＋周围距离相等且第三近的Cs＋数目为__8__,距离为__eq\r(3)a__；每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为__8__。

解析：以图中大立方体中心的Cs＋为基准,与其最近(距离为a)的Cs＋分别位于其上、下、前、后、左、右的六个方位,即6个；与其次近(距离为eq\r(2)a)的Cs＋分别位于通过中心Cs＋的3个切面的大正方形的顶点,个数为4×3＝12；与其第三近(距离为eq\r(3)a)的Cs＋分别位于大立方体的8个顶点上；每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为8。

课堂探究·疑难解惑

知识点一离子晶体的结构

┃┃问题探究__■

1．构成离子晶体的微粒是什么？微粒之间的作用力是什么？决定晶体结构的因素有哪些？

2．NaCl、CsCl和CaF2晶体中阴、阳离子的配位数分别是多少？

┃┃探究提示__■

1．提示构成离子晶体的微粒是阴、阳离子。微粒之间的作用力是离子键。决定晶