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《金属晶体与离子晶体》第二课时
教学设计
课题
《金属晶体与离子晶体》
单元
3
学科
化学
年级
高二
教材
分析
本章内容比较系统地介绍了晶体结构与性质，内容比较丰富。第三章作为选修性必修2结尾章，与前两章一起构成“原子、分子、晶体的结构与性质”三位一体的物质结构与性质模块的基本内容。本节教学内容是人教版高中化学选择性必修第二册第三章《晶体结构与性质》第三节《金属晶体与离子晶体》第二课时。
本节安排了“离子晶体”这部分内容。学生通过学习这部分知识，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。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。
教学目标与核心素养
宏观辨识与微观探析：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。
证据推理与模型认知：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。
重点
难点
离子晶体
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
思考：下列晶体构成微粒有什么共同点？
微粒之间存在哪种相同的作用力？
思考
通过思考，引发学生兴趣，提高学生学习积极性。
讲授新课
第三节
金属晶体与离子晶体
第二课时
离子晶体
一、离子晶体
1.定义
由阳离子与阴离子相互作用而形成的晶体，叫离子晶体。
2.构成微粒
阴阳离子。
3.微粒间作用
离子键——阴阳离子之间的静电作用。
4.
NaCl
离子晶体及晶胞结构特点
Cl－数
=
8×1/8
+
6×1/2
=
4
Na+数
=
12×1/4
+
1
=
4
思考：CsCl
离子晶体的晶胞特点会怎样呢？
Cl－数
=
8×1/8=1
Cs+数
=
1
在NaCl和CsCl两种离子晶体中，离子间存在着较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，难于压缩；而且，要使它们由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏这些较强的离子键。因此，
NaCl和CsCl具有较高的熔点和沸点。如NaCl的熔点为801，沸点为1413
；
CsCl的熔点为645
，沸点为1290
5.
常见离子晶体的结构
CaCO3
(NH4)2SO4
CuSO4·5H2O
Cu(NH3)4SO4·H2O
观察以上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化学键？
6.
离子晶体的性质
NaCl、CsCl
的熔、沸点比
HCl
的明显高很多，结合晶体类型，你能推测其原因吗？
离子键强度较大，破坏它需要较多的能量
NaCl
和
CsCl
的晶体硬度较大，难以压缩，熔点和沸点较高
思考
P
88
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？请从理化手册或互联网查找下列离子晶体的熔点数据，得出结论。
结论：离子晶体的熔点差距也较大。
典型晶体类型小结
【课堂练习】
1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
(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( )
答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×
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
解析:选C。离子晶体中含有离子键，离子键在熔融状态下被破坏，电离出自由移动的阴、阳离子，所以离子晶体在熔融状态下能够导电，这是判断某晶体是否为离子晶体的依据。
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)
解析:选C。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
答案：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－
答案 A
解析 NaCl为面心立方结构，每个晶胞中Na＋的个数为12×＋1＝4，Cl－的个数为8×＋6×＝4，则1
mol氯化钠晶体中有4NA个Na＋、4NA个Cl－，不存在分子，A项错误、D项正确；由NaCl的晶胞结构可知，Na＋在棱心和体心时，顶点和面心为Cl－，则每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有6个，B项正确；醋酸钠中存在碳碳非极性键，C项正确。
6.下列物质的晶体一定属于离子晶体的是( )
A．在水中能电离出离子的物质
B．在水中能电离出SO的化合物
C．在水中能电离出Na＋的化合物
D．熔化时化学键无变化的化合物
答案 C
7.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________。
答案 6 12 a 8 a 8
解析 以题图的一个Cs＋为基准，与其最近的Cs＋分别位于其上、下、前、后、左、右六个方位，有6个；与其次近的Cs＋的距离为a，在1个晶胞中有3个，而1个Cs＋为8个晶胞共有，故有8×3×＝12个；与其第三近的Cs＋的距离为a，每个晶胞中有1个，故有8个；与其紧邻且等距的Cl－有8个。
8.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－；而Na＋与Cl－的数目之比为________。
(2)Na＋半径与Cl－半径之比为________(已知＝1.414)。
(3)若a＝5.6×10－8
cm，NaCl晶体的密度为________(已知5.63＝175.6，NaCl的摩尔质量为58.5
g·mol－1)。
答案 (1)6 1∶1 (2)0.414∶1 (3)2.2
g·cm－3
解析 (1)观察晶胞的结构可知，每个Na＋同时吸引6个Cl－；在每个晶胞中含Na＋的个数为4，含Cl－的个数也为4，即Na＋与Cl－的数目之比为1∶1。
(2)由图乙可知，因为r(Cl－)＞r(Na＋)，则r(Cl－)＝，2r(Na＋)＝a－2r(Cl－)＝a－2×，r(Na＋)＝，＝0.414∶1。
(3)由NaCl晶体结构分析，每个晶胞中含有4个“NaCl”，则ρV＝，ρ≈2.2
g·cm－3。
思考
认真思考
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。
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。
检测反馈
课堂小结
一、离子晶体
板书
一、离子晶体
21世纪教育网
www.21cnjy.com
精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共26张PPT)
第三章
晶体结构与性质
第三节
金属晶体与离子晶体
第二课时
离子晶体
新课讲解
课程学习目标
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。
1
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。
2
新课讲解
导入
思考：下列晶体构成微粒有什么共同点？
微粒之间存在哪种相同的作用力？
重晶石
BaSO4
莹石
CaF2
胆矾
CuSO4·5H2O
明矾
KAl(SO4)2·12H2O
新课讲解
一、离子晶体
1.定义
由阳离子与阴离子相互作用而形成的晶体，叫离子晶体。
2.构成微粒
阴阳离子。
3.微粒间作用
离子键——阴阳离子之间的静电作用。
新课讲解
一、离子晶体
4.
NaCl
离子晶体及晶胞结构特点
NaCl
的晶胞
12×
+
1
=
4
数
=
8×
+
6×
=
4
数
=
Na+
Cl－
Cl－
Na+
CsCl
的晶胞
数
=
1
数
=
8
×
=
1
思考：CsCl
离子晶体的晶胞特点会怎样呢？
Cs+
Cl－
Cl－
Cs+
新课讲解
一、离子晶体
新课讲解
一、离子晶体
在NaCl和CsCl两种离子晶体中，离子间存在着较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，难于压缩；而且，要使它们由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏这些较强的离子键。因此，
NaCl和CsCl具有较高的熔点和沸点。如NaCl的熔点为801，沸点为1413
；
CsCl的熔点为645
，沸点为1290
新课讲解
一、离子晶体
CaCO3
(NH4)2SO4
CuSO4·5H2O
Cu(NH3)4SO4·H2O
观察以上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化学键？
5.
常见离子晶体的结构
离子晶体
阴、阳离子
(单原子或多原子)
电中性分子
构成微粒
离子键
共价键
氢键
范德华力
作用力
新课讲解
一、离子晶体
NaCl、CsCl
的熔、沸点比
HCl
的明显高很多，结合晶体类型，你能推测其原因吗？
HCl
NaCl
CsCl
熔点
/℃
–114.18
801
645
沸点
/℃
–85
1413
1290
6.
离子晶体的性质
离子键强度较大，破坏它需要较多的能量
NaCl
和
CsCl
的晶体硬度较大，难以压缩，熔点和沸点较高
新课讲解
一、离子晶体
思考
P
88
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？请从理化手册或互联网查找下列离子晶体的熔点数据，得出结论。
结论：
离子晶体的熔点差距也较大
化合物c
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
新课讲解
一、离子晶体
典型晶体类型小结
分子晶体
共价晶体
金属晶体
离子晶体
构成微粒
分子
原子
金属阳离子
自由电子
阴阳离子
微粒间
作用
分子间
作用力
共价键
金属键
离子键
新课讲解
一、离子晶体
分子晶体
共价晶体
金属晶体
离子晶体
代表物
干冰、冰
金刚石、SiO2
铜、金
氯化钠、
氯化铯
典型
物理
性质
熔沸点低
相似相溶
硬度小
难导电
熔沸点高
硬度大
难导电
难溶
金属光泽
导电性好
导热性好
延展性好
熔点差异较大
熔融态可导电
多数易溶于水
(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( )
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
√
×
×
课堂练习
×
×
×
课堂练习
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
解析:离子晶体中含有离子键，离子键在熔融状态下被破坏，电离出自由移动的阴、阳离子，所以离子晶体在熔融状态下能够导电，这是判断某晶体是否为离子晶体的依据。
C
课堂练习
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)
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。
C
课堂练习
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
课堂练习
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－
答案 A
解析 NaCl为面心立方结构，每个晶胞中Na＋的个数为12×＋1＝4，Cl－的个数为8×＋6×＝4，则1
mol氯化钠晶体中有4NA个Na＋、4NA个Cl－，不存在分子，A项错误、D项正确；由NaCl的晶胞结构可知，Na＋在棱心和体心时，顶点和面心为Cl－，则每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有6个，B项正确；醋酸钠中存在碳碳非极性键，C项正确。
课堂练习
6.下列物质的晶体一定属于离子晶体的是( )
A．在水中能电离出离子的物质
B．在水中能电离出SO的化合物
C．在水中能电离出Na＋的化合物
D．熔化时化学键无变化的化合物
C
课堂练习
7.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
课堂练习
答案 6 12 a 8 a 8
解析 以题图的一个Cs＋为基准，与其最近的Cs＋分别位于其上、下、前、后、左、右六个方位，有6个；与其次近的Cs＋的距离为a，在1个晶胞中有3个，而1个Cs＋为8个晶胞共有，故有8×3×＝12个；与其第三近的Cs＋的距离为a，每个晶胞中有1个，故有8个；与其紧邻且等距的Cl－有8个。
课堂练习
8.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。
课堂练习
(1)在NaCl晶体中，每个Na＋同时吸引________个Cl－；而Na＋与Cl－的数目之比为________。
(2)Na＋半径与Cl－半径之比为________(已知＝1.414)。
(3)若a＝5.6×10－8
cm，NaCl晶体的密度为________(已知5.63＝175.6，NaCl的摩尔质量为58.5
g·mol－1)。
6
1∶1
0.414∶1
2.2
g·cm－3
课堂练习
答案 (1)6 1∶1 (2)0.414∶1 (3)2.2
g·cm－3
解析 (1)观察晶胞的结构可知，每个Na＋同时吸引6个Cl－；在每个晶胞中含Na＋的个数为4，含Cl－的个数也为4，即Na＋与Cl－的数目之比为1∶1。
(2)由图乙可知，因为r(Cl－)＞r(Na＋)，则r(Cl－)＝，2r(Na＋)＝a－2r(Cl－)＝a－2×，r(Na＋)＝，＝0.414∶1。
(3)由NaCl晶体结构分析，每个晶胞中含有4个“NaCl”，则ρV＝，ρ≈2.2
g·cm－3。
课堂小结
一、离子晶体
离子晶体
结构粒子
粒子间相互作用力
阴阳离子
离子键
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