1、第三章 晶体的结构与性质,第四节 离子晶体,氯化钠晶体,粉末状氯化钠晶体,3.4离子晶体,2Na + Cl2 = 2NaCl,氯化钠的形成过程：,一、离子晶体,1、定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。 2、成键粒子：阴、阳离子 3、相互作用力：离子键,4、常见的离子晶体：强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。,可见：在NaCl晶体中，钠离子、氯离子按一定的规律在空间排列成立方体。,主页,5、晶胞类型：,（1）氯化钠型晶胞,（1）钠离子和氯离子的位置：,钠离子和氯离子位于立方体的顶角上，并交错排列。 钠离子：体心和棱中点；氯离子：面心和顶点，或者反之。,氯化钠的晶胞,（3）与Na+等距
2、离且最近的Na+ 、Cl- 各有几个？,计算方法：均摊法顶点占1/8；棱占1/4；面心占1/2；体心占1,（2）每个晶胞含钠离子、氯离子的个数,与Na+等距离且最近的Na+ 有：12个 与Na+等距离且最近的Cl- 有：6个,NaCl的晶体结构模型,NaCl晶体中阴、阳离子配位数,返回原处,（2）氯化铯型晶胞,CsCl的晶体结构及晶胞构示意图,CsCl晶胞,（1）铯离子和氯离子的位置：,铯离子：体心 氯离子：顶点；或者反之。,（2）每个晶胞含铯离子、氯离子的个数,铯离子：1个 ；氯离子：1个,（3）与铯离子等距离且最近的铯离子、氯离子各有几个？,铯离子：6个 ；氯离子：8个,(3)CaF2型晶
3、胞,Ca2+的配位数：8,F-的配位数：4,一个CaF2晶胞中含： 4个Ca2+和8个F-,(4)ZnS型晶胞,阳离子的配位数：4,阴离子的配位数：4,一个ZnS晶胞中含： 4个阳离子和4个阴离子,科学探究：,找出CsCl、NaCl两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等？,6,6,8,8,科学探究：,你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数？根据表35、表36分析影响离子晶体中离子配位数的因素。,决定离子晶体结构的因素,几何因素 晶体中正负离子的半径比 电荷因素 晶体中正负离子的电荷比 键性因素 离子键的纯粹程度（纯粹因素）,科学视野,阅读思考 碳酸盐热分解的实质是什么？表3-
4、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。,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？,总结一,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
5、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。,各类型离子晶体晶胞的比较,Na+：,6,Cl-：,6,Cs+：,Cl-：,8,8,Zn2+：,S2-：,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,Z
6、nS、AgI、BeO,CsCl、CsBr、CsI、TlCl,碱土金属卤化物、碱金属氧化物。,【总结归纳二】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，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。,练习,1、
7、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,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
8、均为:,即晶体中每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：,总结,课 堂 练 习 题,(a10-8)3,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,主页,综合应用,(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晶体中就存在以下缺陷：一个Ni2+空
9、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,分析：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+ ，才使“NiO”变成了“Ni0.97O”。,（2）0.97 mol的镍离子的平均带
10、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。解法一： 设1molNi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,解法二：因为中Nio.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：（1）：x+2y=0.97 镍离子个数守恒x+3y=1 氧离子个数守恒（2）：（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。,主页,
