2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修23.3.2 离子键与离子晶体 课件（26张PPT)

(共26张PPT)
离子键与离子晶体
第2课时
第三节　金属晶体与离子晶体
氯化钠晶体
硫酸铜晶体
萤石CaF2
重晶石BaSO4
什么是离子键？什么是离子晶体？
情 景 引 入
(1)概念：阴、阳离子之间通过静电作用所形成的化学键。
(2)本质：
阴、阳离子之间的静电作用（静电引力和静电斥力）。
目标一 离子键及离子晶体的物理性质
1．离子键
(3)成键微粒：阴、阳离子
(4)成键元素：一般情况下为活泼的金属元素与活泼的非金属元素。
(5)存在：大多数盐、强碱、活泼金属氧化物(过氧化物如Na2O2)、氢化物(如NaH和NH4H)等。
离子键的作用力强，无饱和性，无方向性。
与阴、阳离子的半径和电荷有关
离子所带电荷越多，离子半径越小，离子键越强。
(6)成键特征：
(7)影响因素：
(2)构成微粒和相互作用力：
阴、阳离子 离子键
(3)离子晶体的化学式：
表示离子最简整数比，不存在分子式
属于离子晶体的物质：
强碱、活泼金属的氧化物和过氧化物、大多数盐
2．离子晶体及其物理性质
(1)概念：阴、阳离子之间通过离子键所形成的晶体。
请结合生活常识，描述NaCl晶体的硬度和熔点等性质？
生活经验 NaCl的物理性质
用手揉捏食盐
硬度大
烧烤、爆炒等加入食盐，未见其熔融
熔点较高（801℃）
①离子晶体的熔、沸点较高和难挥发性。
离子晶体中，阴、阳离子之间通过离子键结合，一般离子键的强度较大，要使物质熔化或沸腾，就需要较多的能量。
一般说来，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高。
②离子晶体的硬度较大，难于压缩。
离子晶体中有较强的离子键，所以硬度较大，当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎。
(4)离子晶体的性质
③离子晶体不导电，但熔化或溶于水能导电。
离子晶体中的离子键较强，离子不能自由移动，即无自由移动的离子。
离子晶体熔化可以形成自由移动的离子；或溶于水时，阴、阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子（实质上是水合离子），能够导电。
④大多数离子晶体易溶于极性溶剂水，难溶于有机溶剂（如汽油、苯等），遵循“相似相溶”规律。
1.正误判断
(1)含金属阳离子的晶体一定是离子晶体(　　)
(2)离子键是指阴、阳离子之间强烈的静电引力(　　)
(3)离子晶体中一定含有金属元素(　　)
(4)离子晶体熔化时，离子键越强，熔点越高(　　)
(5)离子晶体的熔点一定低于共价晶体(　　)
(6)离子晶体中除含有离子键外，可能含有共价键(　　)
√
×
×
×
×
√
导思
2.分析NaCl、KCl、RbCl、CsCl的熔点的变化规律是什么？造成这种规律的主要原因是什么？
提示　碱金属的氯化物随着碱金属原子序数增大，熔点降低。碱金属氯化物均属于离子晶体，随原子序数增大，碱金属阳离子的半径增大，与Cl－间的距离增大，导致晶体中的离子键依次减弱，故熔点下降。
物质 NaCl KCl RbCl CsCl
熔点/℃ 808 772 717 645
3.已知：CaCO3、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O 等均为离子晶体。分析这些离子晶体中都含有哪些微观粒子？晶体内部存在哪些类型的作用力？
提示　构成离子晶体的微粒有阴离子和阳离子，还有电中性分子；晶体内部的作用力除离子键外还存在共价键、氢键和范德华力等。
导练
1.下列关于离子键的说法错误的是
A.离子键没有方向性和饱和性
B.非金属元素组成的物质也可以含离子键
C.形成离子键时离子间的静电作用包括静电引力和静电斥力
D.因为离子键无饱和性，故一种离子周围可以吸引任意多个带相反电荷的离子
离子键无饱和性，体现在一种离子周围可以尽可能多地吸引带相反电荷的离子，但也不是任意的，因为这个数目还要受两种离子的半径比(即空间条件是否允许)和个数比的影响。
√
如铵盐
2.下列物质熔化时，所克服的粒子间作用力完全相同的是
A.Na2O2 和 P4
B.Mg 和 SiO2
C.KOH 和 NaCl
D.C60 和 MgCl2
√
离子键 分子间作用力
金属键 共价键
离子键 离子键
分子间作用力 离子键
目标二 常见离子晶体的结构类型
晶胞特点：
由Cl-形成的面心立方晶格
Na＋：体心和棱心。Cl－：顶点和面心
晶胞中Na＋和Cl－的数目：都是4
Na＋和Cl－的配位数都是6
某一离子周围最近的异号离子的数目叫配位数。
1．NaCl晶胞
Cl－
Na＋
每个Na＋周围最近的Cl－有6个，Na＋有12个。
每个Cl－周围最近的Na＋有6个，Cl－有12个。
NaCl型还有LiF、LiCl、NaF、NaBr、CaO、MgO
若晶胞参数为a pm，则氯化钠晶体的密度为_____________ g·cm－3。
Cl-
Cs+
可看成Cl－作简单立方堆积， Cs＋填入立方体空隙中。
Cl－和Cs＋的配位数均为8
晶胞粒子数：
Cl－ 有 1个， Cs＋有 1个
2．CsCl晶胞
每个Cs＋周围最近的Cl－有___个，Cs＋有___个。
每个Cl－周围最近的Cs＋有____个，Cl－有____个。
8
6
8
6
CsCl型还有CsBr、CsI
若晶胞参数为a pm，则氯化铯晶体的密度为_____________ g·cm－3。
3．立方体 ZnS晶胞
S2-
Zn2+
S2-成面心立方密堆积，Zn2+被S2-以四面体形式包围着。
Zn2+的配位数：
S2-的配位数：
晶胞中Zn2+和S2-的数目都是4
4
4
1.下列图像是从NaCl和CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，判断属于CsCl晶体结构的图像为
导练
A.图(1)和图(3) B.图(2)和图(3)
C.只有图(1) D.图(1)和图(4)
√
CsCl晶体中Cl－和Cs＋的配位数均为8
2.锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是
A.该晶体属于分子晶体
B.该晶胞中Zn2＋和S2－数目不相等
C.阳离子的配位数为6
D.氧化锌的离子键强于硫化锌
√
离子晶体
Zn2＋ S2－
数目
配位数
4 4
4 4
半径：O2－ ＜ S2－
3.在离子晶体中，阴、阳离子按一定的规律进行排列，如图甲是NaCl的晶胞结构。在离子晶体中，阴、阳离子具有或近似具有球形对称结构，它们可以看作是不等径的刚性圆球，并彼此相切，如图乙。已知a为常数。
(1)在NaCl晶体中，每个Na＋同时吸引___个Cl－；Na＋与Cl－的数目之比为____。
6
1∶1
(2)Na＋半径与Cl－半径之比为_________(已知≈1.414)。
0.414∶1
3.在离子晶体中，阴、阳离子按一定的规律进行排列，如图甲是NaCl的晶胞结构。在离子晶体中，阴、阳离子具有或近似具有球形对称结构，它们可以看作是不等径的刚性圆球，并彼此相切，如图乙。已知a为常数。
(3)若a＝5.6×10－8 cm，NaCl晶体的密度为___________(保留两位有效数字，已知5.63≈175.6，NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol－1)。
2.2 g·cm－3
1.离子键的强弱主要取决于离子的半径和离子所带电荷数。一般规律是离子半径越小，离子所带电荷数越多，则离子键越强。K2O、MgO、CaO三种物质中离子键由强到弱的顺序是
A.K2O、MgO、CaO B.MgO、K2O、CaO
C.MgO、CaO、K2O D.CaO、MgO、K2O
1
2
3
自我测试
√
4
离子半径：K＋＞Ca2＋＞Mg2＋
离子所带电荷数：Ca2＋＝Mg2＋＞K＋
2.如图为NaCl和CsCl的晶体结构，下列说法错误的是
自我测试
1
2
3
4
A.NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体
B.NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比不同
C.CsCl晶体中每个Cl－周围紧邻8个Cs＋
D.NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的半径比不同
√
3.NaH的晶胞结构如图所示，已知其晶胞边长为a，下列说法错误的是
A.每个钠离子周围距离相等且最近的氢离子有6个
B.该晶胞中含有氢离子的数目为4
C.该晶胞中两个氢离子之间的最短距离为a
D.基态钠离子的电子排布式为1s22s22p6
自我测试
1
2
3
4
√
a
自我测试
1
2
3
4
4.萤石(CaF2)晶胞结构如图所示，晶胞边长为a cm。
(1)小黑球代表的离子：_______。
(2)阳离子配位数为___，阴离子配位数为___。
(3)每个Ca2＋周围最近且等距离的Ca2＋有____个，
每个F－周围最近且等距离的F－有___个。
(4)该晶胞中Ca2＋和F－的最近距离为________。
Ca2＋
8
4
12
6
Ca2＋：F－ ＝ 1∶2
体对角线的