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第三節(jié)　金屬晶體與離子晶體
第2課時　離子晶體
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、借助離子晶體等模型認(rèn)識晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
2、認(rèn)識離子晶體的物理性質(zhì)與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
3、知道介于典型晶體之間的過渡晶體及混合型晶體是普通存在的。
核心素養(yǎng)
1、結(jié)合常見的離子化合物實(shí)例，認(rèn)識這些物質(zhì)的構(gòu)成微粒、微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。
2、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。
3、借助離子晶體模型認(rèn)識晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)，形成證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。
離子鍵
概念：
成鍵微粒：
成鍵實(shí)質(zhì)：
成鍵元素一般指：
活潑金屬（ⅠA、ⅡA）和活潑非金屬（ⅥA、ⅦA）
離子化
合物
概念：
常見類型
絕大多數(shù)鹽（包括銨鹽）：KCl 、[NH4]2SO4等
所有強(qiáng)堿：NaOH、KOH等
活潑金屬氧化物、過氧化物、氫化物：Na2O、
CaO 、Na2O2、NaH等
【復(fù)習(xí)回顧】
帶相反電荷離子間的相互作用叫～。
陰、陽離子（一般金屬與非金屬電負(fù)性之差>1.7)
靜電作用（吸引、排斥）
含有離子鍵的化合物。
NaCl的晶胞
CsCl的晶胞
CaF2的晶胞
離子晶體
定義：
成鍵粒子：
粒子間作用：
常見離子晶體：一般離子化合物固態(tài)時就是離子晶體
由陽離子和陰離子相互作用而形成的晶體
陰、陽離子
離子鍵（離子內(nèi)可能含有共價鍵)
板書
離子晶體
定義：
成鍵粒子：
粒子間作用：
常見離子晶體：絕大多數(shù)鹽、所有強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物
由陽離子和陰離子相互作用而形成的晶體
陰、陽離子
離子鍵
膽礬CuSO4·5H2O
螢石CaF2
重晶石BaSO4
燒堿NaOH
實(shí)際上，大量離子晶體的陰離子或陽離子不是單原子離子，有的還存在電中性分子（如H2O、NH3）。例如CuSO4·5H2O、 Cu（NH3）4SO4·H2O等，在這些晶體中還存在共價鍵、氫鍵等。
晶體中也存在范德華力，只是當(dāng)能量份額很低時不提及。
【思考與討論】
CaCO3 、(NH4)2SO4 、CuSO4·5H2O、 Cu(NH3)4SO4·H2O觀察以上離子晶體中都含有哪些微觀粒子？晶體內(nèi)部存在哪些類型的化學(xué)鍵？
離子晶體
陰、陽離子
(單原子或多原子)
電中性分子
構(gòu)成微粒
離子鍵、共價鍵
氫鍵、范德華力
作用力
注意：貫穿整個晶體的主要作用力仍是陰、陽離子之間的作用力。
離子鍵
離子鍵的實(shí)質(zhì)：
離子鍵的特征：
影響因素：
是靜電作用。
沒有方向性和飽和性。
因此，以離子鍵結(jié)合的化合物傾向于形成緊密堆積，使每個離子周圍盡可能多地排列異性電荷的離子，從而達(dá)到穩(wěn)定的目的。
一般說來，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，
離子鍵越強(qiáng)。
板書
離子晶體
定義：
成鍵粒子：
粒子間作用：
常見離子晶體：絕大多數(shù)鹽、所有強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物
由陽離子和陰離子相互作用而形成的晶體
陰、陽離子
離子鍵
離子鍵
特征：沒有飽和性、方向性
影響因素
陽離子半徑--越小
離子所帶電荷數(shù)---越多
離子鍵越強(qiáng)
1、MgO、CaO、BaO四種離子晶體熔點(diǎn)的高低順序是( )
A．MgO＞BaO＞CaO
B．MgO＞CaO＞BaO
C．CaO＞BaO＞MgO
B
離子晶體的性質(zhì)
1、熔沸點(diǎn)較高，硬度較大。
一般說來，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，離子晶體的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。
離子晶體中，陰、陽離子間有強(qiáng)烈的相互作用（離子鍵），要克服離子間的相互作用使物質(zhì)熔化和沸騰，就需要較多的能量。因此，離子晶體具有較高的熔、沸點(diǎn)和較大的硬度。
2、溶解性
大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑（如H2O），難溶于非極性溶劑（如汽油、苯等），遵循“相似相溶”規(guī)律。
3、難揮發(fā)難壓縮
離子晶體的性質(zhì)
：離子晶體的硬度較大，難于壓縮。
陰陽離子間有較強(qiáng)的離子鍵，使離子晶體的硬度較大，當(dāng)晶體受到?jīng)_擊力作用時，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破碎。
發(fā)生滑動
施加外力
陽離子
陰離子
同種電荷相互排斥，使晶面裂開
離子晶體中，離子鍵較強(qiáng)，離子不能自由移動，即晶體中無自由移動的離子，因此，離子晶體不導(dǎo)電。
當(dāng)升高溫度時，陰、陽離子獲得足夠能量克服離子間的相互作用，成為自由移動的離子（熔融狀態(tài)），在外界電場作用下，離子定向移動而形成電流。
離子化合物溶于水時，陰、陽離子受到水分子作用變成了自由移動的離子（實(shí)質(zhì)上是水合離子），在外界電場作用下，陰、陽離子定向移動而導(dǎo)電。
4、導(dǎo)電性：晶體不導(dǎo)電，水溶液或熔融狀態(tài)下導(dǎo)電。
離子晶體的性質(zhì)
判斷離子晶體，可根據(jù)其熔融狀態(tài)能否導(dǎo)電進(jìn)行
板書
離子晶體
定義：
成鍵粒子：
粒子間作用：
常見離子晶體：絕大多數(shù)鹽、所有強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物
由陽離子和陰離子相互作用而形成的晶體
陰、陽離子
離子鍵
物性
熔沸點(diǎn)較高，硬度較大
溶解性：相似相溶
難揮發(fā)難壓縮
晶體不導(dǎo)電，水溶液或熔融狀態(tài)下導(dǎo)電
離子鍵
粒子位置：Na+_________
Cl-___________(或互換)
晶胞中含有的離子數(shù)：
Na+______Cl-______
Na+配位數(shù)_____Cl-配位數(shù)_____
形成的空隙形狀__________
Na+周圍最近的Na+數(shù)______
Cl-周圍最近的Cl-數(shù)______
棱、體心
頂點(diǎn)、面心
6
6
正八面體
12
12
4
4
常見離子晶體的結(jié)構(gòu)
1、NaCl晶胞
配位數(shù)：一種離子周圍最鄰近的帶相反電荷的離子數(shù)目
2、CsCl晶胞
銫離子和氯離子的位置：
Cs+ ：頂點(diǎn)
Cl- ：體心 或反之
每個晶胞含Cs+為 個；Cl-為 個。
Cs+、Cl-配位數(shù)均為 ；圍成的空間結(jié)構(gòu)為 。
1
1
6
6
與Cs+等距離且最近的Cs+為 個；
與Cl-等距離且最近的Cl-為 個。
8
立方體
3、ZnS晶胞
粒子位置：Zn2+____________S2-________
每個晶胞含Zn2+_____個S2- _____個
Zn2+配位數(shù)_____ S2-配位數(shù)_____
形成的空隙形狀__________
體內(nèi)
頂點(diǎn)、面心
4
4
正四面體
Zn2+周圍最近的Zn2+數(shù)______
S2-周圍最近的S2-數(shù)______
12
12
4
4
每個晶胞含鈣離子、氟離子的個數(shù)：
4、CaF2型（螢石）
鈣離子和氟離子的位置：
Ca2+：頂點(diǎn)、面心
F- ：體內(nèi)
Ca2+：4個 ； F-：8個
Ca2+的配位數(shù)：——，圍成的空間結(jié)構(gòu)為 。
4
8
F-的配位數(shù)配位數(shù)：——，圍成的空間結(jié)構(gòu)為 。
與Ca2+等距離且最近的Ca2+ 為———個，與F-等距離且最近的F- 為———個。
12
6
立方體
正四面體
CaF2晶胞
板書
離子晶體
定義：
成鍵粒子：
粒子間作用：
常見離子晶體：絕大多數(shù)鹽、所有強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物
由陽離子和陰離子相互作用而形成的晶體
陰、陽離子
離子鍵
物性
熔沸點(diǎn)較高，硬度較大
溶解性：相似相溶
難揮發(fā)難壓縮
晶體不導(dǎo)電，水溶液或熔融狀態(tài)下導(dǎo)電
離子鍵
配位數(shù)：一種離子周圍最近的帶相反電荷的離子數(shù)目
比較不同晶體熔、沸點(diǎn)的基本思路
首先看物質(zhì)的狀態(tài)，一般情況下是固體>液體>氣體；
再看物質(zhì)所屬類型，一般是共價晶體>離子晶體>分子晶體
(注意：不是絕對的，如氧化鋁的熔點(diǎn)大于晶體硅)
金屬晶體→金屬鍵強(qiáng)弱→金屬陽離子所帶電荷、離子半徑。
結(jié)構(gòu)類型相同時再根據(jù)相應(yīng)規(guī)律進(jìn)行判斷:
共價晶體→共價鍵鍵能→鍵長→原子半徑；
分子晶體→分子間作用力→相對分子質(zhì)量；
離子晶體→離子鍵強(qiáng)弱→離子所帶電荷數(shù)、離子半徑；
四類晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對比
晶體類型 共價晶體 分子晶體 金屬晶體 離子晶體
構(gòu)成粒子 原子 分子 金屬陽離子和自由電子 陽離子和陰離子
相互作用 共價鍵 范德華力 金屬鍵 離子鍵
熔、沸點(diǎn) 高 低 一般較高、部分較低 熔沸點(diǎn)較高
硬度 高硬度 硬度較小 一般較高，部分較低 硬而脆
延展性 不良 不良 良好 不良
導(dǎo)電性 差 差 良好 固態(tài)不導(dǎo)電．熔化狀態(tài)和溶液導(dǎo)電
典型實(shí)例 金剛石 冰、干冰 Nａ、Fｅ等 NaOH、NaCl
應(yīng)用：作溶劑。用作電化學(xué)研究的電解質(zhì);有機(jī)合成的溶劑和催化劑等
科學(xué) 技術(shù) 社會——離子液體
離子液體：室溫或稍高于室溫時呈液態(tài)的離子化合物
引入有機(jī)基團(tuán)可降低離子化合物的熔點(diǎn)，如C2H5NH3NO3的熔點(diǎn)只有12℃，比NH4NO3低了158℃!
性質(zhì)：難揮發(fā)、有良好的導(dǎo)電性。
形成離子液體的陰、陽離子半徑較大，離子間的作用力較弱。
1、正誤判斷
(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(diǎn)一定低于共價晶體的熔點(diǎn)( )
(5)離子晶體受熱熔化，破壞化學(xué)鍵，吸收能量，屬于化學(xué)變化( )
(6)某些離子晶體受熱失去結(jié)晶水，屬于物理變化( )
×
×
×
×
×
√
2、下列有關(guān)晶體的敘述中，錯誤的是( )。
A.干冰晶體中，每個CO 周圍緊鄰12個CO
B.氯化鈉晶體中，每個Na+周圍緊鄰且距離相等的Na+共有6個
C.氯化銫晶體中，每個Cs周圍緊鄰8個CI-
D.金剛石為三維骨架結(jié)構(gòu)，由共價鍵形成的碳原子環(huán)中，最小的環(huán)上有6個碳原子
B
3、下列性質(zhì)適合于離子晶體的是 （ ）
A、熔點(diǎn)1070℃，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電
B、熔點(diǎn)10.31℃，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液導(dǎo)電
C、能溶于CS2，熔點(diǎn)112.8℃，沸點(diǎn)444.6℃
D、熔點(diǎn)97.81℃，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度0.97g/cm3
A
4、關(guān)于晶體的下列說法中，正確的是（ )
A、共價晶體中可能含有離子鍵
B、離子晶體中可能含有共價鍵
C、離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價鍵
D、任何晶體中，若含有陽離子就一定有陰離子
B
5、下列物質(zhì)中，含有極性共價鍵的離子晶體是（ ）
A、NaCl　　　　　 B、Na2O
C、Na2O2　　　　　 D、NaOH
6、下列各物質(zhì)的晶體中，晶體類型相同的是（ ）
A、CO2和SiO2 B、NaCl和HCl
C、CO2和CS2 D、CCl4和MgCl2
D
C
7、 下列敘述中，正確的是（　　）
A、離子晶體都是化合物 B、共價晶體都是單質(zhì)
C、金屬在常溫下都以晶體形式存在
D、分子晶體在常溫下不可能為固態(tài)
8、具有下列原子序數(shù)的各組元素，能組成化學(xué)式為AB2 型化合
物，并且該化合物在固態(tài)時為共價晶體的是（　　）
A、6和8 B、20和17 C、14和6 D、14和8
A
D

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