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第三章 第三節 第2課時 《離子晶體》
人教版 選擇性必修2
我們知道，熔融的NaCl或者NaCl的水溶液能夠導電，而NaCl晶體
卻不能導電，這是為什么呢？
那么，NaCl晶體中微粒是怎樣分布的呢？
交流研討
沒有自由移動的Na+和Cl-
NaCl晶體模型又是怎樣的呢？
活動·探究
②能否根據你的理解運用相關知識拼接氯化鈉的晶體模型？
①利用放大鏡觀察NaCl晶體，能否看到其微觀結構？
資料卡片
1913年布拉格首次用X射線衍射法測定了氯化鈉的晶體結構
氯化鈉晶體的微觀結構
一種現代實驗室使用的X射線衍射儀
觀察NaCl的微觀結構示意圖，你將如何截取NaCl晶體的晶胞？
觀察思考
NaCl晶體的結構模型
③ 在你截取的晶胞中含有的Na+和Cl-的數目各是多少？
① Na+和Cl-的空間位置關系？
② Na+周圍等距離且最近的Cl-？ Cl-周圍等距離且最近的Na+ ？
在氯化鈉晶體中，并不存在單獨的“NaCl”分子，用“NaCl”這一化學式僅表示氯化鈉的組成。
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④ 氯化鈉的化學式用“NaCl”表示，原因何在？能否把NaCl稱為分子式？
NaCl晶體的結構模型
NaCl晶體中Na+和Cl-因為不能自由移動因而不能導電，但熔融的NaCl卻能導電，這說明了什么？
Na+和Cl-之間存在強烈的相互作用
離子鍵
交流研討
請根據離子晶體的微觀結構描述離子鍵的特征？
離子鍵特征：無方向性和飽和性
離子晶體：是陰、陽離子在空間呈現周期性重復排列所形成的晶體
（靜電作用）
共價鍵特征：有方向性和飽和性
晶體與晶體性質
活動·探究
①揉捏食鹽晶體，你的感受？
②鹽焗時，發現食鹽都未熔融，說明了什么？
離子晶體這些物理性質與離子間的相互作用是否有一定的關系？
硬度較大，難以壓縮
熔點高
結構
性質
決定
用途
決定
構成微粒
相互作用
晶體類型
陰、陽離子
離子鍵
離子晶體
晶體與晶體性質
交流研討
請根據表格分析，離子晶體的熔點與哪些因素有關？
根據數據，你能總結出什么規律？
晶體 離子間距/pm 電荷數 熔點/℃
NaCl 276 1 801
NaBr 290 1 750
MgO 205 2 2800
CaO 239 2 2576
離子鍵強弱
熔點
影響
離子半徑、所帶電荷
影響
晶體與晶體性質
交流研討
請根據表格分析，離子晶體的熔點與哪些因素有關？
根據數據，你能總結出什么規律？
晶體 離子間距/pm 電荷數 熔點/℃
NaCl 276 1 801
NaBr 290 1 750
MgO 205 2 2800
CaO 239 2 2576
耐火材料
離子半徑越小，所帶電荷越多，離子鍵越強，熔點就越高，硬度也越大。
離子晶體的熔點都很高嗎？你的依據是什么嗎？
晶體與晶體性質
實際上，大量離子晶體中的陰離子或陽離子不是單原子離子。
化合物 熔點/℃
NH4NO3 169.6
Ca(H2PO4)2 109
CH3COOCs 194
C2H5NH3NO3 12
有些離子組成的物質在常溫下甚至以液態形式存在。
拓展視野
CuSO4 · 5H2O
1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽
離子液體:熔點低、穩定性強、是優良的綠色溶劑等優點
KAl (SO4 )2· 12H2O
有的還存在電中性分子( H2O、NH3等)。
晶體與晶體性質
晶體類型 分子晶體 共價晶體 金屬晶體 離子晶體
微粒種類
微粒間 相互作用
典型晶體
根據晶體構成微粒和微粒間相互作用不同分為四種類型
金屬陽離子和自由電子
金屬鍵
原子
離子鍵
共價鍵
分子
分子間
作用力
陰、陽離子
整理歸納
金屬Cu
NaCl
CO2
① Cs+和Cl-的空間位置關系？
② Cs+周圍等距離且最近的Cl-？Cl-周圍等距離且最近的Cs+ ？
兩種晶體結構中，為什么陽離子周圍結合的氯離子數目不同？
陽離子半徑大小不同
③ 每個晶胞含Cs+、Cl-個數？
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CsCl晶體的結構模型
CsCl晶體的微觀結構
晶體 熔點/℃
NaCl 801
CuCl 426
已知氯化亞銅（CuCl）的晶胞結構如圖所示，試分析：
交流研討
② Cu+和Cl-的空間位置關系？
① Cu+周圍等距離且最近的Cl-？ Cl-周圍等距離且最近的Cu+ ？
離子 r/pm
Na+ 102
Cu+ 60
③ 試根據NaCl 和CuCl中Na+和Cu+半徑推測兩種晶體熔點高低？
事實上，純粹的典型晶體是不多的，大多數晶體是它們之間的過渡晶體。
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CuCl晶體的結構模型
課堂練習
1．下列物質中，含有非極性共價鍵的離子晶體是（ ）
A．NaOH B．Na2O2 C．NaCl D．AlCl3
2．已知：元素的電負性和元素的化合價一樣，也是元素的一種基本性質；一般來說，兩成鍵原子對應的元素間電負性差值大于1.7時，形成離子鍵；兩成鍵原子對應的元素間電負性差值小于1.7時，形成共價鍵。下表給出了14種元素的電負性，則下列說法正確的是（ ）
元素 Al B Be C Cl F Li Mg N Na O P S Si
電負性 1.5 2.2 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0 1.2 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8
A．從表中數據看，C和S的電負性相等，所以C和S兩元素原子間形成的鍵為非極性共價鍵
B．根據電負性數據可知，SiCl4中含離子鍵，屬于離子化合物
C．根據電負性數據可知，Mg3N2中含有離子鍵
D．BeCl2因含金屬元素鈹，故屬于離子化合物
3．鋅與硫所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。下列判斷正確的是（ ）
A．該晶體屬于分子晶體
B．該晶胞中Zn2+和S2-數目不相等
C． Zn2+周圍等距離且最近的S2-為6
D．氧化鋅的熔點高于硫化鋅
4．螢石（氟化鈣CaF2）晶體屬于立方晶系，在氟化鈣的晶胞中每個Ca2+被8個F-所包圍，則每個F-周圍最近距離的Ca2+數目為（ ）
A．2 B．4 C．6 D．8
5．科學家通過X射線證明，MgO、CaO、NiO、FeO的晶體結構與NaCl的晶體結構相似。某同學畫出的MgO晶胞結構示意圖如下圖所示，下列說法錯誤的是（ ）
A．圖中的錯誤的是⑧
B．MgO是優良的耐高溫材料，MgO的熔點比CaO的高
C．NiO晶胞中Ni和O周圍等距離且最近的O和Ni分別為6、6
D．晶體中與每個O2-距離最近且等距離的O2-有6個
課堂練習正確答案：B C D B D
第三章 第三節 第3課時
《過渡晶體與混合型晶體》
人教版 選擇性必修2
課堂引入
復雜多樣的晶體
共價晶體 分子晶體 離子晶體 金屬晶體
課堂引入
晶體類型之間存在絕對的界限嗎？
閱讀教材P89 表3-4關于幾種氧化物中化學鍵中離子鍵成分的百分數
閱讀
Na、Mg、Al、Si四種元素氧化物的化學鍵中離子鍵成分逐漸減少
過渡晶體
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
離子鍵百分數% 62 50 41 33
過渡晶體
介于某兩種晶體類型之間的晶體
Na2O MgO Al2O3 SiO2
離子晶體 共價晶體
過渡晶體
成因分析
元素性質
電負性差值
化學鍵類型
成鍵微粒
結論一：四種典型晶體類型都存在過渡晶體
思考
Na2O、MgO、Al2O3 、SiO2化學鍵中離子鍵成分為何逐漸減少？
與氧元素的電負性差值逐漸減小
推測
請推測P2O5、SO3、Cl2O7的離子鍵成分變化趨勢
百分數小于33，且逐漸減少
Na2O MgO Al2O3 SiO2
離子晶體 共價晶體
P2O5 SO3 Cl2O7
分子晶體
結論二：晶體性質偏向某一晶體類型的過渡晶體通常當作該晶體類型處理
混合型晶體
熔點均較高，金剛石硬度很高、不導電，石墨質軟、能導電
結構決定性質
同是碳單質的晶體，金剛石和石墨的性質存在哪些異同？
你認為是什么造成了這種差異？
思考交流
金剛石部分物理性質 熔點 莫氏硬度 電導率/（s·m-1)
3550℃ 10 2.11*10-13
石墨部分物理性質 熔點 莫氏硬度 電導率/（s·m-1)
3850℃ 1 2.5*103
石墨性質特征
熔點高、質軟、能導電
共價晶體特征
金屬晶體特征
石墨結構特征
范德華力維系
分子晶體特征
混合型晶體
混合型晶體
石墨結構中未參與雜化的p軌道
層狀結構
思考交流
混合型晶體
六方氮化硼的結構和性質特征如下圖所示，請分析其屬于什么晶體類型？
熔點 莫氏硬度 其他
3000℃ 2 導熱、潤滑
復雜多樣的晶體結構
科學前沿·視野拓展
硅酸鹽晶體中的陰離子結構示例
總結歸納 · 整合提升
晶體類型的劃分
構成晶體的微粒
微粒間的相互作用力
晶體結構的復雜與多樣性
課堂練習
1. 判斷正誤
(1)純粹的典型晶體是沒有的(　　)
(2)離子鍵成分的百分數是依據電負性的差值計算出來的，差值越大，離子鍵成分的百分數越小(　　)
(3)在共價晶體中可以認為共價鍵貫穿整個晶體，而在分子晶體中共價鍵僅限于晶體微觀空間的一個個分子中(　　)
(4)四類晶體都有過渡型(　　)
(5)石墨的二維結構內，每個碳原子的配位數為3(　　)
(6)石墨的導電只能沿石墨平面的方向進行(　　)
(7)石墨晶體層與層之間距離較大，所以石墨的熔點不高(　　)
2.碳的兩種同素異形體金剛石和石墨晶體結構如圖(石墨晶體中是由一個個正六邊形組成的片層結構，層與層之間靠微弱的范德華力結合)，下列說法正確的是(　　)
A．根據：
兩個反應說明金剛石比石墨穩定，石墨轉變為金剛石為放熱反應
B．相同質量的金剛石與石墨晶體中，所含共價鍵數相同
C．估計金剛石與石墨的熔、沸點均較高，硬度均較大
D．現代科技已經實現了石墨制取金剛石，該過程屬于化學變化
課堂練習
課堂練習
3.石墨能與熔融金屬鉀作用，形成石墨間隙化合物，鉀原子填充在石墨各層原子中。比較常見的石墨間隙化合物是青銅色的化合物，其化學式可寫為CxK，其平面圖形如圖所示。x的值為(　　)
A. 8 B. 12 C. 24 D. 60
課堂練習
4. 下列各組物質的沸點按由低到高的順序排列的是(　　)
A．NH3、CH4、NaCl、Na
B．H2O、H2S、MgSO4、SO2
C．CH4、H2O、NaCl、SiO2
D．Li、Na、K、Rb、Cs
5. 下列氧化物中所含離子鍵成分的百分數最小的是(　　)
A．N2O3 B．P2O3
C．As2O3 D．Bi2O3
課堂練習參考答案
× × √ √ √ √ ×
D
A
C
A

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