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(共25張PPT)
用手揉捏食鹽
硬度大
NaCl的物理性質
爆炒食鹽
熔點較高（801 oC）
第三章 晶體的結構與性質
第三節 金屬晶體與離子晶體 課時2
1.能辨識常見的離子晶體，能從微觀角度理解離子鍵對離子晶體
性質的影響，能從宏觀角度解釋離子晶體性質的差異；
2.能通過對離子晶體模型的認識，理解離子晶體的結構特點，預
測其性質。
3.知道介于典型晶體之間的過渡晶體及混合型晶體是普遍存在的；
一、離子晶體
1.離子晶體：
由陽離子和陰離子相互作用而形成的晶體。
陰陽離子之間通過靜電作用形成的化學鍵，沒有方向性和飽和性。
2.離子鍵：
NaCl
Na+
Cl-
離子鍵
NaCl
硬度大
熔點較高（801 oC）
3.晶胞類型
（1）NaCl
視頻
Cl
Na+
每個晶胞含鈉離子和氯離子的個數：
鈉離子和氯離子的個數比為:
4、4
1:1
（2）CsCl
Cl
Cs+
熔點645 oC
離子鍵
為什么它們之間的熔點相差這么大呢？
4.離子晶體的物理性質
離子晶體中，離子間有強烈的相互作用（離子鍵），要使它們由固態變成液態，就需要較多的能量破壞這些較強的離子鍵。
1.一般具有較高的熔點，難揮發：
一般說來，陰、陽離子的電荷數越多，離子半徑越小，離子鍵越強，離子晶體的熔點越高。
離子半徑：Na+＜Cs+
熔點：NaCl＞CsCl
2.硬度較大，難于壓縮
3.不導電：
離子晶體中，離子鍵較強，離子不能自由移動，晶體中無自由移動的離子。
思考與討論
Ⅰ.離子晶體中除含有離子鍵外，是否含有共價鍵
常見的離子晶體：
強堿、活潑金屬的氧化物和過氧化物、大多數鹽。
膽礬
CuSO4·5H2O
明礬
KAl(SO4)2·12H2O
瑩石
CaF2
重晶石
BaSO4
陰、陽離子
電中性分子
作用力
離子鍵
共價鍵
氫鍵
范德華力
Ⅱ.碳化硅、二氧化碳、碳酸鈉均為含碳化合物,分別屬于哪類晶體
三者的熔點由低到高的順序如何
碳化硅是共價晶體,二氧化碳是分子晶體,碳酸鈉是離子晶體。
微粒間相互作用
構成的微粒
物質的聚集狀態
物質的性質
離子晶體 共價晶體 分子晶體 金屬晶體
構成晶體 的粒子
粒子間 的作用
作用力大小 (一般而言)
判斷作用 力大小的 參考數據
熔點
四類晶體的比較
陰、陽離子
離子鍵
較強
原子
共價鍵
很強
分子
范德華力(氫鍵)
弱
金屬陽離子
和自由電子
金屬鍵
有的較強,有的較弱
離子電荷數、離子半徑
鍵能、鍵長
(組成、結構相似)相對分子質量
離子半徑、離子所帶電荷數
較高
高
低
差別較大
離子晶體 共價晶體 分子晶體 金屬晶體
硬度
導熱和 導電性
溶解性
延展性
略硬而脆
大
較小
差別較大
不良導體
(熔融后或溶于水導電)
不良導體
不良導體(部分溶于水,電離后導電)
良導體
多數易溶
一般不溶
相似相溶
一般不溶于水,
少數與水反應
差
差
差
優良
Ⅲ.離子晶體的熔點一定低于共價晶體嗎
碳化硅是共價晶體,二氧化碳是分子晶體,碳酸鈉是離子晶體。
熔點由低到高的順序是:
二氧化碳<碳酸鈉<碳化硅。
分子晶體<離子晶體<共價晶體
不一定。離子晶體的熔點不一定低于共價晶體。如MgO是離子晶體,SiO2是共價晶體,但MgO的熔點高于SiO2的熔點。
Ⅱ.碳化硅、二氧化碳、碳酸鈉均為含碳化合物,分別屬于哪類晶體
三者的熔點由低到高的順序如何
思考與討論
我們知道，金屬的熔點差異很大，如鎢的熔點為3410℃，而常溫下，汞卻是液體。離子晶體的熔點是不是也差異很大呢？觀察下列離子化合物的熔點，并得出結論與同學交流。
化合物 熔點/℃ 化合物 熔點/℃
CaO 2613 Na2SO4 884
CuCl2 1326 Ca2SiO4 2130
NH4NO3 169.6 Na3PO4 340
BaSO4 1580 CH3COOCs 194
LiPF6 200(分解溫度) NaNO2 270
離子晶體的熔點差異也很大。
二、過渡晶體與混合型晶體
1.過渡晶體
離子鍵、共價鍵、金屬鍵等都是化學鍵的典型模型，但是，原子間形成的化學鍵往往是介于典型模型之間的過渡狀態，由于微粒間的作用存在鍵型過渡，即使組成簡單的的晶體，也可能介于離子晶體、共價晶體、分子晶體和金屬晶體之間的過渡狀態，形成過渡晶體。
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO2 Cl2O7
離子鍵的 百分數/% 62 50 41 33 都是分子晶體,表明離子鍵成分的百分數更小
表3-4 幾種氧化物的化學鍵中離子鍵成分的百分數
從表中數據可見,前四種氧化物晶體中的化學鍵既不是純粹的離子鍵,也不是純粹的共價鍵,這些晶體既不是純粹的離子晶體也不是純粹的共價晶體,而是離子晶體和共價晶體之間的過渡晶體。
離子晶體
分子晶體
共價晶體
MgO
離子
晶體
P2O5
分子
晶體
SO3
分子
晶體
Al2O3
共價
晶體
SiO2
共價
晶體
Cl2O7
分子
晶體
Na2O
離子
晶體
通常把偏向離子晶體的過渡晶體當作離子晶體,如Na2O等;偏向共價晶體的過渡晶體當作共價晶體,如Al2O3、SiO2等。
既有共價鍵又有范德華力，同時還存在類似金屬鍵的作用力，兼具共價晶體、分子晶體、金屬晶體特征的晶體，稱為混合型晶體，如石墨。
2.混合型晶體
石墨晶體的二維平面結構
石墨的層狀結構
視頻
石墨中的碳原子是sp2雜化,形成平面六元并環結構,因此石墨晶體是層狀結構。層內的碳原子通過共價鍵相連,層間靠范德華力維系，容易滑動。有一個未參與雜化的2p電子,所有的p軌道相互平行而且相互重疊,使p軌道的電子可在整個碳原子平面中運動,所以石墨有類似金屬晶體的導電性。
分析石墨晶體的構成微粒及微粒間相互作用，并解釋石墨具有導電性和潤滑性的原因。
思考與討論
石墨的層狀結構
納米晶
科學·技術·社會
納米晶體是晶體顆粒尺寸在納米量級的晶體，相對于通常的晶體，在聲、光、電、磁、熱等性能上常會呈現新的特性，有廣闊的應用前景。
晶體的表面積增大
1．判斷正誤
(1)離子晶體中一定含有金屬元素(　　)
(2)由金屬元素和非金屬元素組成的晶體一定是離子晶體(　　)
(3)有些離子晶體中除含離子鍵外還存在共價鍵(　　)
(4)離子晶體的熔點一定低于共價晶體的熔點(　　)
(5)離子晶體受熱熔化，破壞化學鍵，吸收能量，屬于化學變化(　　)
(6)某些離子晶體受熱失去結晶水，屬于物理變化(　　)
[練一練]
2.自然界中的CaF2又稱螢石，是一種難溶于水的固體，屬于典型的離子晶體。下列一定能說明CaF2是離子晶體的實驗是(　　)
A．CaF2難溶于水，其水溶液的導電性極弱
B．CaF2的熔、沸點較高，硬度較大
C．CaF2固體不導電，但在熔融狀態下可以導電
D．CaF2在有機溶劑(如苯)中的溶解度極小
C
3.如圖所示是從NaCl或CsCl的晶胞結構中分割出來的部分結構圖，其中屬于從NaCl晶胞中分割出來的結構圖是(　　)
A．圖(1)和(3)
B．圖(2)和(3)
C．圖(1)和(4)
D．只有圖(4)
C
解析: NaCl晶體中，每個Na＋周圍最鄰近的Cl－有6個，構成正八面體，同理，每個Cl－周圍最鄰近的6個Na＋也構成正八面體，由此可知圖(1)和(4)是從NaCl晶體中分割出來的結構圖，C項正確。
4.下列物質中屬于含有中心分子的離子晶體的是(　　)
A．CaCO3
B．Na2O2
C．(NH4)2SO4
D．Cu(NH3)4SO4·H2O
C
5.下列有關離子晶體的敘述中，不正確的是(　　)
A．1 mol氯化鈉晶體中有NA個NaCl分子
B．氯化鈉晶體中，每個Na＋周圍距離最近且相等的Cl－共有6個
C．醋酸鈉屬于離子晶體，含非極性鍵
D．平均每個NaCl晶胞中有4個Na＋、4個Cl－
A
6.根據CsCl的晶胞結構分析，CsCl晶體中兩距離最近的Cs＋間距離為a，則每個Cs＋周圍與其距離為a的Cs＋數目為_____；每個Cs＋周圍距離相等且次近的Cs＋數目為_____，距離為_____；每個Cs＋周圍距離相等且第三近的Cs＋數目為_____，距離為_____；每個Cs＋周圍緊鄰且等距的Cl－數目為____。
6
12
a
8
a
8
離子晶體
定義
過渡晶體與混合晶體
離子鍵
晶胞類型
NaCl
CsCl
物理性質
熔、沸點高
硬度大
不導電

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