1、2019年6月20日星期四,1,第三章 晶体结构与性质,第四节 离子晶体,第2课时,新课标人教版高中化学课件系列,选修3 物质结构与性质,2019年6月20日星期四,2,【学习目标】 1知识与技能：了解离子晶体的结构模型及其性质的一般特点。了解离子晶体配位数及其影响因素。 2过程与方法：比较离子晶体与分子晶体、原子晶体、金属晶体在晶体结构上的区别和性质上的差异，从晶体结构的微观角度去解释物质的物理性质 3情感态度与价值观：学会知识的运用，培养学以致用的能力 【学习重点】 理解离子晶体的结构模型及其性质的一般特点。【学习难点】了解离子晶体配位数及其影响因素。,离子晶体,2019年6月20日星期四
2、,3,科学视野,阅读思考 碳酸盐热分解的实质是什么？表3-7的有关数值说明了什么？,组成碳酸盐中阳离子的金属的金属性越弱，金属阳离子的半径越小，碳酸盐的热稳定性越差，反之越好。,晶格能,2019年6月20日星期四,4,二、晶格能,定义：气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量。 晶格能的大小与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比，与阴、阳离子间的距离成反比。 简言之,晶格能的大小与离子带电量成正比,与离子半径成反比. 晶格能越大： 形成的离子晶体越稳定；（离子键越强） 熔点越高；硬度越大。,仔细阅读表38，分析晶格能的大小与离子晶体的熔点有什么关系？离子晶体的晶格能与哪些因素有关？,晶格能,2019年6
3、月20日星期四,5,某些离子晶体的晶格能,晶格能,2019年6月20日星期四,6,卤化钠及碱土金属离子晶体,晶格能,2019年6月20日星期四,7,总结,离子晶体有什么特点？ 无单个分子存在；NaCl不表示分子式。 熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。且随着离子电荷的增加，核间距离的缩短，晶格能增大，熔点升高。 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。 哪些物质属于离子晶体？ 强碱、部分金属氧化物、部分盐类。,晶格能,2019年6月20日星期四,8,各类型离子晶体晶胞的比较,Na+：,6,Cl-：,6,Cs+：,Cl-：,8,8,Zn2+：,S2-：,4,4
4、,Ca2+：,F-：,4,8,Na+：,Cl-：,Cs+：,Cl-：,Zn2+：,S2-：,Ca2+：,F-：,Na+：,Cl-：,Cs+：,Cl-：,Zn2+：,S2-：,Ca2+：,F-：,6,6,8,8,4,4,4,8,4,4,1,1,4,4,8,4,KBr AgCl、MgO、CaS、BaSe,ZnS、AgI、BeO,CsCl、CsBr、CsI、TlCl,碱土金属卤化物、碱金属氧化物。,晶格能,2019年6月20日星期四,9,【总结归纳】物质的熔点与晶体类型的关系 1、若晶体类型不同，一般情况下：原子晶体离子晶体分子晶体。 2、若晶体类型相同，则有： 离子晶体中，结构相似时，离子半径越小
5、，离子电荷越高，晶格能越大，离子键就越强，熔点就越高。 原子晶体中，结构相似时，原子半径越小，共价键键长越短，键能越大，熔点越高。 分子晶体中（不含氢键时），分子组成和结构相似时，相对分子质量越大，范德华力就越强，熔点就越高。 金属晶体中，离子半径越小，离子电荷越高，金属键就越强，熔点就越高。合金的熔点比它的各成分金属的熔点低。,晶格能,2019年6月20日星期四,10,三键一力要分析,氢键状态有能力,晶格能,2019年6月20日星期四,11,科学视野 P81,岩浆晶出规则与晶格能,晶格能,2019年6月20日星期四,12,练习,1、下表列出了有关晶体的知识，其中错误的是（ ）2、下列物质的晶
6、体，按其熔点由低到高的排列顺序正确的是（ ） ANC、SO2、CO2 BNC、CO2、SO2 CNC、MO、SO2 DNC、SO2、MO 3、用离子的电荷和半径解释下列离子晶体熔点高低的顺序。（1）MOKC （2）MOSS （3）NFNCNB,B,C,晶格能,2019年6月20日星期四,13,1,2,3,4,5,6,8,7,8,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a10-8 ，计算NiO晶体密度（已知NiO摩尔质量为74.7gmol-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
7、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(a10-8)3,故NiO晶体密度为：,课堂练习,(a10-8)3,晶格能,2019年6月20日星期四,14,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g/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,晶格能,2019年6月20日星期四,15,(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
8、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,综合应用,晶格能,2019年6月20日星期四,16,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+
9、，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：44/8=1/2，取1 mol晶体，则含有6.021023/(1/2)个小立方体。晶体密度 = m/V=74.7g(a10-8cm)36.021023/(1/2)=62.0/a3 gcm-3。,晶格能,2019年6月20日星期四,17,（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
10、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1 mol Ni中含Ni2+ x mol，则含Ni3+（1-x）mol，根据电荷守恒：2x+3(1-x)=2/0.97x=91/97n(Ni3+)n(Ni2+)=(1-91/97)91/97=691,晶格能,2019年6月20日星期四,18,法三：因为中Ni0.97O中既有+2价的离子又有+3价的镍离子，所以可写成xNiOyNi2O3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。,晶格能,2019年6月20日星期四,19,Thanks 谢谢您的观看！,
