3.3 课时2 离子晶体 过度晶体与混合型晶体 课件(共25张PPT) 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 3.3 课时2 离子晶体 过度晶体与混合型晶体 课件(共25张PPT) 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 6.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-13 12:16:51 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
用手揉捏食盐
硬度大
NaCl的物理性质
爆炒食盐
熔点较高（801 oC）
第三章 晶体的结构与性质
第三节 金属晶体与离子晶体 课时2
1.能辨识常见的离子晶体，能从微观角度理解离子键对离子晶体
性质的影响，能从宏观角度解释离子晶体性质的差异；
2.能通过对离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预
测其性质。
3.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的；
一、离子晶体
1.离子晶体：
由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。
阴阳离子之间通过静电作用形成的化学键，没有方向性和饱和性。
2.离子键：
NaCl
Na+
Cl-
离子键
NaCl
硬度大
熔点较高（801 oC）
3.晶胞类型
（1）NaCl
视频
Cl
Na+
每个晶胞含钠离子和氯离子的个数：
钠离子和氯离子的个数比为:
4、4
1:1
（2）CsCl
Cl
Cs+
熔点645 oC
离子键
为什么它们之间的熔点相差这么大呢？
4.离子晶体的物理性质
离子晶体中，离子间有强烈的相互作用（离子键），要使它们由固态变成液态，就需要较多的能量破坏这些较强的离子键。
1.一般具有较高的熔点，难挥发：
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，离子晶体的熔点越高。
离子半径：Na+＜Cs+
熔点：NaCl＞CsCl
2.硬度较大，难于压缩
3.不导电：
离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，晶体中无自由移动的离子。
思考与讨论
Ⅰ.离子晶体中除含有离子键外，是否含有共价键
常见的离子晶体：
强碱、活泼金属的氧化物和过氧化物、大多数盐。
胆矾
CuSO4·5H2O
明矾
KAl(SO4)2·12H2O
莹石
CaF2
重晶石
BaSO4
阴、阳离子
电中性分子
作用力
离子键
共价键
氢键
范德华力
Ⅱ.碳化硅、二氧化碳、碳酸钠均为含碳化合物,分别属于哪类晶体
三者的熔点由低到高的顺序如何
碳化硅是共价晶体,二氧化碳是分子晶体,碳酸钠是离子晶体。
微粒间相互作用
构成的微粒
物质的聚集状态
物质的性质
离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
构成晶体 的粒子
粒子间 的作用
作用力大小 (一般而言)
判断作用 力大小的 参考数据
熔点
四类晶体的比较
阴、阳离子
离子键
较强
原子
共价键
很强
分子
范德华力(氢键)
弱
金属阳离子
和自由电子
金属键
有的较强,有的较弱
离子电荷数、离子半径
键能、键长
(组成、结构相似)相对分子质量
离子半径、离子所带电荷数
较高
高
低
差别较大
离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
硬度
导热和 导电性
溶解性
延展性
略硬而脆
大
较小
差别较大
不良导体
(熔融后或溶于水导电)
不良导体
不良导体(部分溶于水,电离后导电)
良导体
多数易溶
一般不溶
相似相溶
一般不溶于水,
少数与水反应
差
差
差
优良
Ⅲ.离子晶体的熔点一定低于共价晶体吗
碳化硅是共价晶体,二氧化碳是分子晶体,碳酸钠是离子晶体。
熔点由低到高的顺序是:
二氧化碳<碳酸钠<碳化硅。
分子晶体<离子晶体<共价晶体
不一定。离子晶体的熔点不一定低于共价晶体。如MgO是离子晶体,SiO2是共价晶体,但MgO的熔点高于SiO2的熔点。
Ⅱ.碳化硅、二氧化碳、碳酸钠均为含碳化合物,分别属于哪类晶体
三者的熔点由低到高的顺序如何
思考与讨论
我们知道，金属的熔点差异很大，如钨的熔点为3410℃，而常温下，汞却是液体。离子晶体的熔点是不是也差异很大呢？观察下列离子化合物的熔点，并得出结论与同学交流。
化合物 熔点/℃ 化合物 熔点/℃
CaO 2613 Na2SO4 884
CuCl2 1326 Ca2SiO4 2130
NH4NO3 169.6 Na3PO4 340
BaSO4 1580 CH3COOCs 194
LiPF6 200(分解温度) NaNO2 270
离子晶体的熔点差异也很大。
二、过渡晶体与混合型晶体
1.过渡晶体
离子键、共价键、金属键等都是化学键的典型模型，但是，原子间形成的化学键往往是介于典型模型之间的过渡状态，由于微粒间的作用存在键型过渡，即使组成简单的的晶体，也可能介于离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体之间的过渡状态，形成过渡晶体。
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO2 Cl2O7
离子键的 百分数/% 62 50 41 33 都是分子晶体,表明离子键成分的百分数更小
表3-4 几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数
从表中数据可见,前四种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键,也不是纯粹的共价键,这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体,而是离子晶体和共价晶体之间的过渡晶体。
离子晶体
分子晶体
共价晶体
MgO
离子
晶体
P2O5
分子
晶体
SO3
分子
晶体
Al2O3
共价
晶体
SiO2
共价
晶体
Cl2O7
分子
晶体
Na2O
离子
晶体
通常把偏向离子晶体的过渡晶体当作离子晶体,如Na2O等;偏向共价晶体的过渡晶体当作共价晶体,如Al2O3、SiO2等。
既有共价键又有范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体，称为混合型晶体，如石墨。
2.混合型晶体
石墨晶体的二维平面结构
石墨的层状结构
视频
石墨中的碳原子是sp2杂化,形成平面六元并环结构,因此石墨晶体是层状结构。层内的碳原子通过共价键相连,层间靠范德华力维系，容易滑动。有一个未参与杂化的2p电子,所有的p轨道相互平行而且相互重叠,使p轨道的电子可在整个碳原子平面中运动,所以石墨有类似金属晶体的导电性。
分析石墨晶体的构成微粒及微粒间相互作用，并解释石墨具有导电性和润滑性的原因。
思考与讨论
石墨的层状结构
纳米晶
科学·技术·社会
纳米晶体是晶体颗粒尺寸在纳米量级的晶体，相对于通常的晶体，在声、光、电、磁、热等性能上常会呈现新的特性，有广阔的应用前景。
晶体的表面积增大
1．判断正误
(1)离子晶体中一定含有金属元素( )
(2)由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体( )
(3)有些离子晶体中除含离子键外还存在共价键( )
(4)离子晶体的熔点一定低于共价晶体的熔点( )
(5)离子晶体受热熔化，破坏化学键，吸收能量，属于化学变化( )
(6)某些离子晶体受热失去结晶水，属于物理变化( )
[练一练]
2.自然界中的CaF2又称萤石，是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。下列一定能说明CaF2是离子晶体的实验是( )
A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱
B．CaF2的熔、沸点较高，硬度较大
C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电
D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小
C
3.如图所示是从NaCl或CsCl的晶胞结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶胞中分割出来的结构图是( )
A．图(1)和(3)
B．图(2)和(3)
C．图(1)和(4)
D．只有图(4)
C
解析: NaCl晶体中，每个Na＋周围最邻近的Cl－有6个，构成正八面体，同理，每个Cl－周围最邻近的6个Na＋也构成正八面体，由此可知图(1)和(4)是从NaCl晶体中分割出来的结构图，C项正确。
4.下列物质中属于含有中心分子的离子晶体的是( )
A．CaCO3
B．Na2O2
C．(NH4)2SO4
D．Cu(NH3)4SO4·H2O
C
5.下列有关离子晶体的叙述中，不正确的是( )
A．1 mol氯化钠晶体中有NA个NaCl分子
B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有6个
C．醋酸钠属于离子晶体，含非极性键
D．平均每个NaCl晶胞中有4个Na＋、4个Cl－
A
6.根据CsCl的晶胞结构分析，CsCl晶体中两距离最近的Cs＋间距离为a，则每个Cs＋周围与其距离为a的Cs＋数目为_____；每个Cs＋周围距离相等且次近的Cs＋数目为_____，距离为_____；每个Cs＋周围距离相等且第三近的Cs＋数目为_____，距离为_____；每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为____。
6
12
a
8
a
8
离子晶体
定义
过渡晶体与混合晶体
离子键
晶胞类型
NaCl
CsCl
物理性质
熔、沸点高
硬度大
不导电
用手揉捏食盐
硬度大
NaCl的物理性质
爆炒食盐
熔点较高（801 oC）
第三章 晶体的结构与性质
第三节 金属晶体与离子晶体 课时2
1.能辨识常见的离子晶体，能从微观角度理解离子键对离子晶体
性质的影响，能从宏观角度解释离子晶体性质的差异；
2.能通过对离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预
测其性质。
3.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的；
一、离子晶体
1.离子晶体：
由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。
阴阳离子之间通过静电作用形成的化学键，没有方向性和饱和性。
2.离子键：
NaCl
Na+
Cl-
离子键
NaCl
硬度大
熔点较高（801 oC）
3.晶胞类型
（1）NaCl
视频
Cl
Na+
每个晶胞含钠离子和氯离子的个数：
钠离子和氯离子的个数比为:
4、4
1:1
（2）CsCl
Cl
Cs+
熔点645 oC
离子键
为什么它们之间的熔点相差这么大呢？
4.离子晶体的物理性质
离子晶体中，离子间有强烈的相互作用（离子键），要使它们由固态变成液态，就需要较多的能量破坏这些较强的离子键。
1.一般具有较高的熔点，难挥发：
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，离子晶体的熔点越高。
离子半径：Na+＜Cs+
熔点：NaCl＞CsCl
2.硬度较大，难于压缩
3.不导电：
离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，晶体中无自由移动的离子。
思考与讨论
Ⅰ.离子晶体中除含有离子键外，是否含有共价键
常见的离子晶体：
强碱、活泼金属的氧化物和过氧化物、大多数盐。
胆矾
CuSO4·5H2O
明矾
KAl(SO4)2·12H2O
莹石
CaF2
重晶石
BaSO4
阴、阳离子
电中性分子
作用力
离子键
共价键
氢键
范德华力
Ⅱ.碳化硅、二氧化碳、碳酸钠均为含碳化合物,分别属于哪类晶体
三者的熔点由低到高的顺序如何
碳化硅是共价晶体,二氧化碳是分子晶体,碳酸钠是离子晶体。
微粒间相互作用
构成的微粒
物质的聚集状态
物质的性质
离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
构成晶体 的粒子
粒子间 的作用
作用力大小 (一般而言)
判断作用 力大小的 参考数据
熔点
四类晶体的比较
阴、阳离子
离子键
较强
原子
共价键
很强
分子
范德华力(氢键)
弱
金属阳离子
和自由电子
金属键
有的较强,有的较弱
离子电荷数、离子半径
键能、键长
(组成、结构相似)相对分子质量
离子半径、离子所带电荷数
较高
高
低
差别较大
离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
硬度
导热和 导电性
溶解性
延展性
略硬而脆
大
较小
差别较大
不良导体
(熔融后或溶于水导电)
不良导体
不良导体(部分溶于水,电离后导电)
良导体
多数易溶
一般不溶
相似相溶
一般不溶于水,
少数与水反应
差
差
差
优良
Ⅲ.离子晶体的熔点一定低于共价晶体吗
碳化硅是共价晶体,二氧化碳是分子晶体,碳酸钠是离子晶体。
熔点由低到高的顺序是:
二氧化碳<碳酸钠<碳化硅。
分子晶体<离子晶体<共价晶体
不一定。离子晶体的熔点不一定低于共价晶体。如MgO是离子晶体,SiO2是共价晶体,但MgO的熔点高于SiO2的熔点。
Ⅱ.碳化硅、二氧化碳、碳酸钠均为含碳化合物,分别属于哪类晶体
三者的熔点由低到高的顺序如何
思考与讨论
我们知道，金属的熔点差异很大，如钨的熔点为3410℃，而常温下，汞却是液体。离子晶体的熔点是不是也差异很大呢？观察下列离子化合物的熔点，并得出结论与同学交流。
化合物 熔点/℃ 化合物 熔点/℃
CaO 2613 Na2SO4 884
CuCl2 1326 Ca2SiO4 2130
NH4NO3 169.6 Na3PO4 340
BaSO4 1580 CH3COOCs 194
LiPF6 200(分解温度) NaNO2 270
离子晶体的熔点差异也很大。
二、过渡晶体与混合型晶体
1.过渡晶体
离子键、共价键、金属键等都是化学键的典型模型，但是，原子间形成的化学键往往是介于典型模型之间的过渡状态，由于微粒间的作用存在键型过渡，即使组成简单的的晶体，也可能介于离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体之间的过渡状态，形成过渡晶体。
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO2 Cl2O7
离子键的 百分数/% 62 50 41 33 都是分子晶体,表明离子键成分的百分数更小
表3-4 几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数
从表中数据可见,前四种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键,也不是纯粹的共价键,这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体,而是离子晶体和共价晶体之间的过渡晶体。
离子晶体
分子晶体
共价晶体
MgO
离子
晶体
P2O5
分子
晶体
SO3
分子
晶体
Al2O3
共价
晶体
SiO2
共价
晶体
Cl2O7
分子
晶体
Na2O
离子
晶体
通常把偏向离子晶体的过渡晶体当作离子晶体,如Na2O等;偏向共价晶体的过渡晶体当作共价晶体,如Al2O3、SiO2等。
既有共价键又有范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体，称为混合型晶体，如石墨。
2.混合型晶体
石墨晶体的二维平面结构
石墨的层状结构
视频
石墨中的碳原子是sp2杂化,形成平面六元并环结构,因此石墨晶体是层状结构。层内的碳原子通过共价键相连,层间靠范德华力维系，容易滑动。有一个未参与杂化的2p电子,所有的p轨道相互平行而且相互重叠,使p轨道的电子可在整个碳原子平面中运动,所以石墨有类似金属晶体的导电性。
分析石墨晶体的构成微粒及微粒间相互作用，并解释石墨具有导电性和润滑性的原因。
思考与讨论
石墨的层状结构
纳米晶
科学·技术·社会
纳米晶体是晶体颗粒尺寸在纳米量级的晶体，相对于通常的晶体，在声、光、电、磁、热等性能上常会呈现新的特性，有广阔的应用前景。
晶体的表面积增大
1．判断正误
(1)离子晶体中一定含有金属元素( )
(2)由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体( )
(3)有些离子晶体中除含离子键外还存在共价键( )
(4)离子晶体的熔点一定低于共价晶体的熔点( )
(5)离子晶体受热熔化，破坏化学键，吸收能量，属于化学变化( )
(6)某些离子晶体受热失去结晶水，属于物理变化( )
[练一练]
2.自然界中的CaF2又称萤石，是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。下列一定能说明CaF2是离子晶体的实验是( )
A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱
B．CaF2的熔、沸点较高，硬度较大
C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电
D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小
C
3.如图所示是从NaCl或CsCl的晶胞结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶胞中分割出来的结构图是( )
A．图(1)和(3)
B．图(2)和(3)
C．图(1)和(4)
D．只有图(4)
C
解析: NaCl晶体中，每个Na＋周围最邻近的Cl－有6个，构成正八面体，同理，每个Cl－周围最邻近的6个Na＋也构成正八面体，由此可知图(1)和(4)是从NaCl晶体中分割出来的结构图，C项正确。
4.下列物质中属于含有中心分子的离子晶体的是( )
A．CaCO3
B．Na2O2
C．(NH4)2SO4
D．Cu(NH3)4SO4·H2O
C
5.下列有关离子晶体的叙述中，不正确的是( )
A．1 mol氯化钠晶体中有NA个NaCl分子
B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有6个
C．醋酸钠属于离子晶体，含非极性键
D．平均每个NaCl晶胞中有4个Na＋、4个Cl－
A
6.根据CsCl的晶胞结构分析，CsCl晶体中两距离最近的Cs＋间距离为a，则每个Cs＋周围与其距离为a的Cs＋数目为_____；每个Cs＋周围距离相等且次近的Cs＋数目为_____，距离为_____；每个Cs＋周围距离相等且第三近的Cs＋数目为_____，距离为_____；每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为____。
6
12
a
8
a
8
离子晶体
定义
过渡晶体与混合晶体
离子键
晶胞类型
NaCl
CsCl
物理性质
熔、沸点高
硬度大
不导电