3.3 离子晶体过渡晶体与混合型晶体 第2课时课件（27张）高二化学人教版（2019）选择性必修2

(共27张PPT)
第2课时 离子晶体 过渡晶体与混合型晶体
第三节 金属晶体与离子晶体
【学习目标】
1.掌握离子晶体的结构特点。
2.能根据离子晶体的结构特点解释其物理性质。
【问题导学】阅读课本87-89页的内容， 思考回答下列问题：
1.什么是离子晶体？
2.如何判断离子晶体？
3.离子晶体中只有离子微粒构成的吗？
萤石
重晶石
烧碱
CaF2
BaSO4
NaOH
以上这些晶体属于哪种类型的晶体？为什么？
（一）离子晶体
强碱、活泼金属的氧化物和过氧化物、大多数盐
1、定义：
2、常见的离子晶体
构成粒子
离子晶体
阴阳离子
粒子间的作用力
离子键
一、离子晶体
无分子式，
化学式表示离子最简整数比
还可能有共价键、氢键
由阴离子和阳离子相互作用而形成的晶体，叫做离子晶体
课本P87
3、离子晶体的性质
熔沸点较高，硬度较大而且脆，难挥发难压缩。
一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂
固态不导电，水溶液或者熔融状态下能导电
离子晶体物理性质需要克服离子键，离子键比分子间作用力强得多
一般情况下，熔点：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体
（一）离子晶体
练习1：判断正误
1.MgF2晶体中存在共价键和离子键
2.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子
3.离子晶体中一定存在离子键
4.离子晶体的结构中不可能存在电中性的分子
×
×
×
√
阴阳离子间通过静电作用所形成的强烈的相互作用叫做离子键。
成键粒子
键的本质
静电引力和斥力
离子键没有方向性和饱和性。
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，硬度越大
（二）离子键
练习2：
分析NaF、MgF2、AlF3的熔点大小。
离子半径越小，离子电荷数越多，离子键越强，离子晶体熔点越高。
Na+、Mg2+、Al3+离子的电荷数逐渐增多，离子半径逐渐减小，与F-之间的离子键逐渐增强，所以熔点: NaF【判断题】离子晶体的熔点：
√
分析下表中离子化合物的数据，能得出什么结论？
结论：与金属晶体类似，离子晶体由于离子键强弱不同，熔、沸点差异较大。引入有机基团可降低离子化合物的熔点。（课本P88）
【思考讨论】P88
NaCl晶胞
（2）配位数
一种离子周围最邻近的带相反电荷的离子数目
每个Na＋周围与之等距且距离最近的Cl－有____个。
6
它们所围成的空间几何构是 。
正八面体
（三）常见离子晶体的结构
（1）每个晶胞含钠离子、氯离子的个数：
Na＋：12×＋1＝4
Cl－：8×＋6×＝4
NaCl晶胞
（3）每个Na＋周围与之等距且距离最近的Cl－有___个，Na＋有___个。
每个Cl－周围与之等距且距离最近的Na＋有____个，Cl－有____个。
Cl－
Na＋
6
12
6
12
（三）常见离子晶体的结构
CsCl晶胞
（三）常见离子晶体的结构
（2）阳离子配位数 ，
它们所围成的空间几何构型
是 。
1
（1）每个晶胞中，Cl—有 个，
Cs +有 个
阴离子配位数 。
8
8
1
正六面体
Cl-
Cs+
CsCl晶胞
（3）每个Cs＋周围与之等距且距离最近的Cl－有___个，Cs＋有___个。
每个Cl－周围与之等距且距离最近的Cs＋有____个，Cl－有____个。
8
6
8
6
（三）常见离子晶体的结构
（四）影响离子晶体配位数的因素
①几何因素：晶体中正负离子的半径比
②电荷因素：正负离子的电荷比
③键性因素：离子键的纯粹程度
阴离子配位数
（2）阳离子配位数
4
8
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： 。
Ca2+
（3）每个Ca2+周围最近且等距离的Ca2+有 个
12
【习题巩固】
技巧小结： 晶体熔沸点高低的比较方法
不同类型晶体: 1、常温下的状态熔沸点：固体>液体>气体
2、一般情况下：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体
(1)原子晶体：根据共价键强弱比较
结构相似时，原子半径越小，键长越小、键能越大,熔沸点越高
同种类型晶体
(2)金属晶体：根据金属键强弱比较
原子半径越小，价电子数越高，金属键就越强，熔沸点就越高
注意：合金的熔沸点低于其成分金属
(3)离子晶体：根据离子键强弱比较
结构相似时，离子半径越小，离子电荷越高，离子键就越强，熔沸点就越高
(4)分子晶体：根据分子间作用力强弱比较
①先看有无氢键：有分子间氢键的作用力强，熔沸点高，分子内氢键熔沸点降低（沸点：对羟基苯甲醛熔＞邻羟基苯甲醛）
②组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越强，熔沸点越高。
③相对分子质量相同或相近看分子极性越大，范德华力越强，熔沸点越高。
④烷烃的同分异构体，支链越多，沸点越低
离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
存在 微粒
微粒间作用 离子键 共价键 分子间作用力 金属键
主要 性质 质地硬，熔沸点很高; 不溶于大多数溶剂;导电性差， 硬度小，溶沸点低; 水溶液能够导电 金属光泽，是电和热的良导体，熔沸点高或低
实例 食盐晶体 金刚石 NH3、HCl 镁、铝
【四种典型晶体的比较】
阴阳离子
原子
分子
金属离子、自由电子
硬而脆，熔沸点较高，难挥发难压缩。
一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂
固态不导电，水溶液或者熔融状态下能导电
化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键。
晶体是离子晶体和共价晶体之间的过渡晶体。
偏向离子晶体的过渡晶体当做离子晶体处理，如Na2O；
偏向共价晶体的过渡晶体当做共价晶体处理，如Al2O3、SiO2。
二、过渡晶体
分析下表中数据，如何理解化学键的组成？如何理解晶体类型？
推测P2O5、SO3、Cl2O7的化学键中离子键成分的百分数的变化趋势？结合元素周期律解释这一变化趋势产生的原因？
第三周期元素从左到右，电负性逐渐增强，与氧元素的电负性的差值逐渐减小，离子键成分逐渐减少，共价键成分逐渐增多。共价键不再贯穿整个晶体，而是局限于晶体微观空间的一个个分子中，由此推断P2O5、SO3、Cl2O7为分子晶体。
纯粹典型晶体是不多的，大多数晶体都是它们之间的过渡晶体。
离子晶体
共价晶体
分子晶体
金刚石熔点高、质地坚硬、不能导电。而石墨熔点高，但质地
较软、具有较好的导电性。请根据金刚石和石墨的结构模型分析
它们性质异同的原因？
三、混合型晶体
石墨晶体二维平面结构
sp2杂化
平面六元并环结构
sp3杂化
金刚石晶体结构
石墨的层状结构
层与层之间靠
范德华力维系
层与层之间易于断开而滑动，石墨质地较软，常用作润滑剂。
观察石墨晶体的结构，图中数据的意义是什么？决定了石墨的什么性质？
碳原子的
核间距
层间
距离
C-C共价键的键长很短，键能很大，石墨的熔点很高。
石墨结构中未参与杂化p轨道
未参与杂化p轨道，且有一个电子。
p轨道中的电子能在整个碳原子平面运动，因此石墨有类似金属晶体的导电性，且导电性只能沿石墨平面的方向。
层与层距离较远。
石墨晶体
｛
分子晶体
金属晶体
混合型晶体
由石墨晶体结构以及物理性质特点，判断石墨晶体
的类型？
共价晶体
【当堂检测】
1．下列叙述正确的是(　　)
A．离子化合物受热熔化破坏化学键，吸收热量，属于化学变化
B．非金属原子间不可能形成离子键
C．金属元素与非金属元素化合时，一定形成离子键
D．某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时形成的化学键不一定是离子键
D
C
C
4．下列说法正确的是（ ）
A．MgF2晶体中存在共价键和离子键
B.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子
C.离子晶体中一定存在离子键
D.离子晶体的结构中不可能存在电中性的分子
C
5.请回答下列问题:
(1)氯酸钾熔化时,粒子间克服了　　　　;二氧化硅熔化时,粒子间克服了　　　　;碘升华时,粒子间克服了　　　　　　。三种晶体的熔点由高到低的顺序是　　　　　　　　　　　。
(2)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中,由极性键形成的非极性分子有　　　　,由非极性键形成的非极性分子有　　　　,能形成分子晶体的物质是　　　　　　　,属于离子晶体的是　　　　　　,属于共价晶体的是　　　　,五种物质的熔点由高到低的顺序是　　　　　　　　　　。
答案:(1)离子键　共价键　分子间作用力(或范德华力)　二氧化硅>氯酸钾>碘
(2)CO2　H2　H2、CO2、HF　(NH4)2SO4　SiC　SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2