离子晶体课件
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课件30张PPT。 第四节 离子晶体1.下列物质中哪些是离子化合物？哪些是共价化合物？哪些是只含离子键的离子化合物？哪些是既含离子键又含共价键的离子化合物？KCl HCl Na2SO4 HNO3 NH4Cl O2 Na2O2 [练习] 离 子 晶 体1、定义： 离子间通过离子键结合而成的晶体（2）、硬度较高，密度较大， 难 压缩，难挥发，熔沸点较高。（1）、晶体不导电，在熔融状态或水
溶液中导电,不存在单个分子2、特点： 3、离子晶体熔沸点高低的影响因素离子所带的电荷(Q)和离子半径(r)
Q越大、r越小，则离子键越强熔沸点越高如：NaF ＞ NaCl＞NaBr ＞NaI4 、晶型代表
NaCl型 CsCl型5 、离子晶体的构成和作用力:
阴、阳离子和离子键6、哪些物质属于离子晶体？强碱、部分金属氧化物、绝大部分盐类。12 在氯化钠晶体中，若钠离子与周围最近的氯离子距离为a，那么每个钠离子周围最近且等距离的钠离子有 个，其距离为 。NaCl的晶体结构示意图CsCl的晶体结构示意图CsCl晶体的形成 主页14页铯离子 氯离子 思考：氯化铯晶体中氯离子和铯离子分别处于晶胞的什么位置？对每个小立方体而言，若铯离子位于顶点，则氯离子位于体心，反之依然氯化铯晶体 CsCl晶体1、每个晶胞含铯离子、氯离子的个数？铯离子：1个 ；氯离子：1个2、与铯离子等距离且最近的铯离子、氯离子各有几个？铯离子：6个； 在氯化铯晶体中，每个Cs+周围与之最接近且距离相等的Cl-共有 ；这几个Cl-在空间构成的几何构型为 。8个立方体氯离子：8个左右上下 前后在每个Cs+周围距离相等且最近的Cs+共有 ；这几个Cs 在空间构成的几何构型 。 6个正八面体主页 NaCl晶体不导电，但在熔融状态或水溶液时能导电？ 1、当晶体受热熔化时，由于温度的升高，离子的运动加快，克服了阴、阳离子间的引力，产生了能自由移动的阴、阳离子，所以熔融的NaCl能导电。 2、当晶体溶于水时，由于水分子的作用，使Na+和Cl-之间的作用力减弱，NaCl成为能自由移动的水合钠离子和水合氯离子，所以NaCl水溶液能导电。一些事实数据:
问题:根据上述离子晶体熔沸点,比较CsCl和NaCl中离子键的强度.由此能得出怎样的结论?思考： 为什么NaCl的熔沸点比CsCl高？ Na+半径比Cs+ 小 Na+与Cl- 的相互作用比Cs+与Cl- 的相互作用强 Na+ 与Cs+ 均带一个单位正电荷， 阴离子均为氯离子。 NaCl晶体中的离子键较强， NaCl晶体的熔沸点较高。课 堂 巩 固1.下列说法正确的是( )
A.离子晶体在固态时不能导电是因为其中没有离子.
B.离子晶体中也可能含有共价键.
C.离子晶体中一个阳离子只能与一个阴离子形成离子键.
D.离子晶体中阴离子与阳离子数总是相等的.
E.离子晶体中离子键越强，其熔沸点越高，硬度越大.
F.离子晶体中肯定含有金属阳离子。练习 某物质的晶体的晶胞中，含A、B、C三种元素，其排列方式如图所示。晶体中的A、B、C的原子个数比依次为：
（A）1:3:1 （B） 2:3:1 （C）2:2:1 （D）1:3:3立方晶胞顶点粒子为8个晶胞共有棱上粒子为4个晶胞共有面上粒子为2个晶胞共有A:B:C = 1/8×8 : 1/2×6 : 1= 1 : 3 : 1 钠的卤化物从NaF到NaI及碱金属的氯化物从NaCl到CsCl的熔点逐渐____________，
这与___________________________有关。
随______________________________增大
____________________________减小，
故熔点___________________________
逐渐_____。 降低 阴离子半径 阴离子半径由F－到I－逐渐阴、阳离子相互吸引力逐渐 从NaF到NaI（NaCl到CsCl）降低 练习、参考下列熔点数据回答： 练习下列物质中，属于离子晶体的是________；含共价键的离子晶体是_______。
KBr、NaOH、HCl、CO2 、NH4Cl、I2
练习下列说法正确的是（ ）
A.离子晶体中只含离子键
B.不同元素组成的多原子分子里的化学 键一定是极性键
C.共价化合物分子里一定不含离子键
D.非极性键只存在于双原子单质分子里1 23 45 68 78 中学教材上图示的NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO晶体结构与NaCl相同，Ni2＋与邻近的O2-核间距为a×10-8 ㎝，计算NiO晶体密度（已知NiO摩尔质量为74.7g·mol-1)解：在该晶体中最小正方体中所含的
Ni2+、O2－个数均为:即晶体中每个小正方体中平均含有1/2个
NiO.其质量为:而此小正方体体积为(a×10-8㎝)3故NiO晶体密度为：课 堂 练 习 题(a×10-8㎝)3综合应用变式 (1)NiO晶体结构与NaCl相同，设NiO的摩尔质量M g/mol,密度为ρg/mL,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞中两个距离最近的氧离子中心间的距离为多少cm?解题思路： （1）每个晶胞中含NiO的个数（2）一个晶胞的质量（3）一个晶胞的体积（4）晶胞的边长（5）晶胞中任一个面对角线长度的一半综合应用(2)天然的和大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在以下缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O,试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。参考答案： Ni3+ ：Ni2+＝6 ：91 本题命题角度较新颖，实际上难度不大，第（2）题所提供的Ni0.97O信息，实际上是一种“平均化学式”。尽管题给示意图及题目叙述中提到了有“Ni2+”空缺，但“Ni0.97O”的平均化学式与所述的“空缺”无关，它只是遵循着电中性原则，即由于掺杂多带一个电荷的Ni3+代替了部分Ni2+ ，才使“NiO”变成了“Ni0.97O”。 一题多解：
（ 1）由题意可得氧化镍中有许多由4个Ni2+和4个O2-相邻且占据顶点的小立方体构成，如图所示：此小立方体的每个Ni2+与O2-均为8个小立方体共用，因此小立方体拥有Ni2+与O2-均为：4×4/8=1/2，取1 mol晶体，则含有6.02×1023/(1/2)个小立方体。晶体密度 = m/V=74.7g÷［(a×10-8cm)3×6.02×1023/(1/2)］=62.0/a3 g·cm-3。（2）0.97 mol的镍离子的平均带电量为2，那么1 mol镍离子的平均带电量为2/0.97，这是+2和+3价的镍离子的共同电量，由此可列方程式。不同于上解的是，这种做法将0.97 mol镍离子化为1 mol镍离子来计算。
设1molNi中含Ni2+ x mol，则含Ni3+（1-x）mol，根据电荷守恒：
2x+3(1-x)=2/0.97
x=91/97
n(Ni3+)∶n(Ni2+)=(1-91/97)∶91/97=6∶91 法三：因为中Nio.97O中既有+2价的离子又有+3价的镍离子，所以可写成xNiO·yNi2O3的复合形式，该形式中很容易看出镍离子的总和为x+2y，氧离子的总和为x+3y，因此可列方程如下：
x+2y=0.97 镍离子个数守恒
x+3y=1 氧离子个数守恒
或者列成分式形式：（x+2y ）/（x+3y）=0.97/1 同样可以求出三价镍与二价镍离子数目之比。
当 r+/r－ < 0.414 时，阴离子直接接触，而阳、阴离子不能直接接触，这种构型是较不稳定的。由于阳离子相对较小，它有可能接触更少的阴离子，可能使配位数减少到４。
离子晶体中，阳、阴离子的半径比与配位数、晶体构型的这种关系称为离子半径比规则。
AB 型离子晶体的离子半径比与配位数、晶体构型的关系 离子晶体的晶格能 离子键的强度常用离子晶体的晶格能来度量。晶格能越大，离子键的强度就越大，熔化或破坏离子晶体时消耗的能量也就越多，离子晶体的熔点越高，硬度也越大。
在标准状态下，使单位物质的量的离子晶体变为气态阳离子和气态阴离子时所吸收的能量称为离子晶体的晶格能。
离子晶体的晶格能可通过玻恩-哈伯循环利用热化学实验数据计算得到。例如:
2、晶体举例：NaCl的晶体结构：6：6CsCl的晶体结构：8：8
溶液中导电,不存在单个分子2、特点： 3、离子晶体熔沸点高低的影响因素离子所带的电荷(Q)和离子半径(r)
Q越大、r越小，则离子键越强熔沸点越高如：NaF ＞ NaCl＞NaBr ＞NaI4 、晶型代表
NaCl型 CsCl型5 、离子晶体的构成和作用力:
阴、阳离子和离子键6、哪些物质属于离子晶体？强碱、部分金属氧化物、绝大部分盐类。12 在氯化钠晶体中，若钠离子与周围最近的氯离子距离为a，那么每个钠离子周围最近且等距离的钠离子有 个，其距离为 。NaCl的晶体结构示意图CsCl的晶体结构示意图CsCl晶体的形成 主页14页铯离子 氯离子 思考：氯化铯晶体中氯离子和铯离子分别处于晶胞的什么位置？对每个小立方体而言，若铯离子位于顶点，则氯离子位于体心，反之依然氯化铯晶体 CsCl晶体1、每个晶胞含铯离子、氯离子的个数？铯离子：1个 ；氯离子：1个2、与铯离子等距离且最近的铯离子、氯离子各有几个？铯离子：6个； 在氯化铯晶体中，每个Cs+周围与之最接近且距离相等的Cl-共有 ；这几个Cl-在空间构成的几何构型为 。8个立方体氯离子：8个左右上下 前后在每个Cs+周围距离相等且最近的Cs+共有 ；这几个Cs 在空间构成的几何构型 。 6个正八面体主页 NaCl晶体不导电，但在熔融状态或水溶液时能导电？ 1、当晶体受热熔化时，由于温度的升高，离子的运动加快，克服了阴、阳离子间的引力，产生了能自由移动的阴、阳离子，所以熔融的NaCl能导电。 2、当晶体溶于水时，由于水分子的作用，使Na+和Cl-之间的作用力减弱，NaCl成为能自由移动的水合钠离子和水合氯离子，所以NaCl水溶液能导电。一些事实数据:
问题:根据上述离子晶体熔沸点,比较CsCl和NaCl中离子键的强度.由此能得出怎样的结论?思考： 为什么NaCl的熔沸点比CsCl高？ Na+半径比Cs+ 小 Na+与Cl- 的相互作用比Cs+与Cl- 的相互作用强 Na+ 与Cs+ 均带一个单位正电荷， 阴离子均为氯离子。 NaCl晶体中的离子键较强， NaCl晶体的熔沸点较高。课 堂 巩 固1.下列说法正确的是( )
A.离子晶体在固态时不能导电是因为其中没有离子.
B.离子晶体中也可能含有共价键.
C.离子晶体中一个阳离子只能与一个阴离子形成离子键.
D.离子晶体中阴离子与阳离子数总是相等的.
E.离子晶体中离子键越强，其熔沸点越高，硬度越大.
F.离子晶体中肯定含有金属阳离子。练习 某物质的晶体的晶胞中，含A、B、C三种元素，其排列方式如图所示。晶体中的A、B、C的原子个数比依次为：
（A）1:3:1 （B） 2:3:1 （C）2:2:1 （D）1:3:3立方晶胞顶点粒子为8个晶胞共有棱上粒子为4个晶胞共有面上粒子为2个晶胞共有A:B:C = 1/8×8 : 1/2×6 : 1= 1 : 3 : 1 钠的卤化物从NaF到NaI及碱金属的氯化物从NaCl到CsCl的熔点逐渐____________，
这与___________________________有关。
随______________________________增大
____________________________减小，
故熔点___________________________
逐渐_____。 降低 阴离子半径 阴离子半径由F－到I－逐渐阴、阳离子相互吸引力逐渐 从NaF到NaI（NaCl到CsCl）降低 练习、参考下列熔点数据回答： 练习下列物质中，属于离子晶体的是________；含共价键的离子晶体是_______。
KBr、NaOH、HCl、CO2 、NH4Cl、I2
练习下列说法正确的是（ ）
A.离子晶体中只含离子键
B.不同元素组成的多原子分子里的化学 键一定是极性键
C.共价化合物分子里一定不含离子键
D.非极性键只存在于双原子单质分子里1 23 45 68 78 中学教材上图示的NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO晶体结构与NaCl相同，Ni2＋与邻近的O2-核间距为a×10-8 ㎝，计算NiO晶体密度（已知NiO摩尔质量为74.7g·mol-1)解：在该晶体中最小正方体中所含的
Ni2+、O2－个数均为:即晶体中每个小正方体中平均含有1/2个
NiO.其质量为:而此小正方体体积为(a×10-8㎝)3故NiO晶体密度为：课 堂 练 习 题(a×10-8㎝)3综合应用变式 (1)NiO晶体结构与NaCl相同，设NiO的摩尔质量M g/mol,密度为ρg/mL,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞中两个距离最近的氧离子中心间的距离为多少cm?解题思路： （1）每个晶胞中含NiO的个数（2）一个晶胞的质量（3）一个晶胞的体积（4）晶胞的边长（5）晶胞中任一个面对角线长度的一半综合应用(2)天然的和大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在以下缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O,试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。参考答案： Ni3+ ：Ni2+＝6 ：91 本题命题角度较新颖，实际上难度不大，第（2）题所提供的Ni0.97O信息，实际上是一种“平均化学式”。尽管题给示意图及题目叙述中提到了有“Ni2+”空缺，但“Ni0.97O”的平均化学式与所述的“空缺”无关，它只是遵循着电中性原则，即由于掺杂多带一个电荷的Ni3+代替了部分Ni2+ ，才使“NiO”变成了“Ni0.97O”。 一题多解：
（ 1）由题意可得氧化镍中有许多由4个Ni2+和4个O2-相邻且占据顶点的小立方体构成，如图所示：此小立方体的每个Ni2+与O2-均为8个小立方体共用，因此小立方体拥有Ni2+与O2-均为：4×4/8=1/2，取1 mol晶体，则含有6.02×1023/(1/2)个小立方体。晶体密度 = m/V=74.7g÷［(a×10-8cm)3×6.02×1023/(1/2)］=62.0/a3 g·cm-3。（2）0.97 mol的镍离子的平均带电量为2，那么1 mol镍离子的平均带电量为2/0.97，这是+2和+3价的镍离子的共同电量，由此可列方程式。不同于上解的是，这种做法将0.97 mol镍离子化为1 mol镍离子来计算。
设1molNi中含Ni2+ x mol，则含Ni3+（1-x）mol，根据电荷守恒：
2x+3(1-x)=2/0.97
x=91/97
n(Ni3+)∶n(Ni2+)=(1-91/97)∶91/97=6∶91 法三：因为中Nio.97O中既有+2价的离子又有+3价的镍离子，所以可写成xNiO·yNi2O3的复合形式，该形式中很容易看出镍离子的总和为x+2y，氧离子的总和为x+3y，因此可列方程如下：
x+2y=0.97 镍离子个数守恒
x+3y=1 氧离子个数守恒
或者列成分式形式：（x+2y ）/（x+3y）=0.97/1 同样可以求出三价镍与二价镍离子数目之比。
当 r+/r－ < 0.414 时，阴离子直接接触，而阳、阴离子不能直接接触，这种构型是较不稳定的。由于阳离子相对较小，它有可能接触更少的阴离子，可能使配位数减少到４。
离子晶体中，阳、阴离子的半径比与配位数、晶体构型的这种关系称为离子半径比规则。
AB 型离子晶体的离子半径比与配位数、晶体构型的关系 离子晶体的晶格能 离子键的强度常用离子晶体的晶格能来度量。晶格能越大，离子键的强度就越大，熔化或破坏离子晶体时消耗的能量也就越多，离子晶体的熔点越高，硬度也越大。
在标准状态下，使单位物质的量的离子晶体变为气态阳离子和气态阴离子时所吸收的能量称为离子晶体的晶格能。
离子晶体的晶格能可通过玻恩-哈伯循环利用热化学实验数据计算得到。例如:
2、晶体举例：NaCl的晶体结构：6：6CsCl的晶体结构：8：8