1、1离子晶体1.了 解 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 。3.了 解 晶 格 能 的 定 义 及 应 用 。细读教材记主干1什么是离子键？其成键微粒有哪些？提示：带相反电荷离子之间的相互作用叫作离子键，其成键微粒是阴、阳离子。2由离子键构成的化合物叫离子化合物；离子化合物一定含离子键，可能含共价键，含离子键的化合物一定是离子化合物。3离子晶体是由阴、阳离子通过离子键结合而成的晶体。决定离子晶体结构的重要因素有：几何因素(正负离子的半径比)，电荷因素(正负离子的电荷比)，键性因素(离子键的纯粹程度)。4离子晶体硬
2、度较大，难以压缩，具有较高的熔点和沸点，固体不导电，溶于水或在熔融状态下可以导电。新知探究1概念由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。(1)构成粒子：阳离子和阴离子。(2)作用力：离子键。2决定晶体结构的因素23离子晶体的性质熔、沸点 熔、沸点较高，难挥发硬度 硬度较大，难以压缩溶解性 一般在水中易溶，在非极性溶剂中难溶导电性 固态时不导电，熔融状态或在水溶液中能导电4.常见的离子晶体晶体 晶胞 晶胞详解NaCl在 NaCl 晶体中，Na 的配位数为6，Cl 的配位数为 6与 Na (Cl )等距离且最近的 Na (Cl )有 12 个每个晶胞中有 4 个 Na 和 4 个 Cl每个 Cl
3、 周围的 Na 构成正八面体图形续表晶体 晶胞 晶胞详解CsCl在 CsCl 晶体中，Cs 的配位数为8，Cl 的配位数为 8每个 Cs 与 6 个 Cs 等距离相邻，每个 Cs 与 8 个 Cl 等距离相邻CaF2在 CaF2晶体中，Ca 2 的配位数为8，F 的配位数为 4每个晶胞中含有 4 个 Ca2 和 8 个 F名师点拨1离子晶体中的“不一定”(1)离子晶体中不一定都含有金属元素，如 NH4NO3晶体。(2)离子晶体的熔点不一定低于原子晶体，如 MgO 的熔点(2 800 )高于 SiO2的熔点(1 600 )。(3)离子晶体中除含离子键外不一定不含其他化学键，如 CH3COONH4
4、中除含离子键外，3还含有共价键、配位键。(4)由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如 AlCl3是分子晶体。(5)含有阳离子的晶体不一定是离子晶体，也可能是金属晶体。(6)离子晶体中不一定不含分子，如 CuSO45H2O 晶体。2四种晶体结构和性质的比较类型项目离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体构成晶体的粒子 阴、阳离子 原子 分子金属阳离子和自由电子粒子间的作用离子键 共价键分子间作用力(范德华力或氢键)金属离子和自由电子之间的强烈相互作用确定作用力强弱的一般判断方法离子电荷、半径键长(原子半径)组成结构相似时，比较相对分子质量离子半径、价电子数熔、沸点 较高 高 低差别较
5、大(汞常温下为液态，钨熔点为 3 410 )硬度 略硬而脆 大 较小 差别较大导电性不良导体(熔化后或溶于水时导电)不良导体(个别为半导体)不良导体(部分溶于水发生电离后导电)良导体溶解性 多数易溶 一般不溶 相似相溶一般不溶于水，少数与水反应机械加工性不良 不良 不良 优良延展性 差 差 差 优良对点演练1(2016邢台高二检测)CaC 2晶体的晶胞结构与 NaCl 晶体的相似(如图所示)，但CaC2晶体中由于哑铃形 C 的存在，使晶胞沿一个方向拉长。下列关于 CaC2晶体的说法22中正确的是( )4A1 个 Ca2 周围距离最近且等距离的 C 数目为 622B该晶体中的阴离子与 F2是等电
6、子体C6.4 g CaC 2晶体中含阴离子 0.1 molD与每个 Ca2 距离相等且最近的 Ca2 共有 12 个解析：选 C 依据晶胞示意图可以看出，晶胞的一个平面的长与宽不相等，再由图中体心可知 1 个 Ca2 周围距离最近的 C 有 4 个，而不是 6 个，故 A 错误；C 含电子数22 22为 26214，F 2的电子数为 18，二者电子数不同，不是等电子体，故 B 错误；6.4 g CaC2为 0.1 mol，CaC 2晶体中含阴离子为 C ，则含阴离子 0.1 mol，故 C 正确；晶胞的22一个平面的长与宽不相等，与每个 Ca2 距离相等且最近的 Ca2 应为 4 个，故 D
7、错误。2NaCl 晶体模型如图所示：(1)在 NaCl 晶体中，每个 Na 周围同时吸引_个 Cl ，每个 Cl 周围也同时吸引着_个 Na ；在 NaCl 晶胞中含有_个 Na 、_个 Cl ，晶体中每个Na 周围与它距离最近且相等的 Na 共有_个。(2)对于氯化钠晶体，下列描述正确的是_。A它是六方紧密堆积B相邻的正负离子核间距等于正负离子半径之和C与氯化铯晶体结构相同D每个 Na 与 6 个 Cl 作为近邻解析：(1)在氯化钠晶体中，一个 Na 位于晶胞的中心，12 个 Na 分别位于晶胞的 12条棱上，则属于该晶胞的 Na 相当于 3 个 ，因此一个晶胞中共含有 4 个(1412 3
8、)Na ，8 个 Cl 分别位于晶胞的 8 个顶点上，则属于该晶胞的 Cl 相当于 1 个 ，(188 1)6 个 Cl 分别位于晶胞的 6 个面心上，则属于该晶胞的 Cl 相当于 3 个 ，所以(126 3)5一个晶胞中共含有 4 个 Cl 。可见 NaCl 晶体中 Na 、Cl 的个数比为 11。图中位于晶胞中心的 Na 实际上共有 3 个平面通过它，通过中心 Na 的每个平面都有 4 个 Na 位于平面的四角，这 4 个 Na 与中心 Na 距离最近且距离相等。所以在 NaCl 晶体中，每个 Na 周围与它距离最近且距离相等的 Na 共有 12 个，按相似的方法可推出每个 Cl 周围与它
9、最近且距离相等的 Cl 也共有 12 个。(2)氯化钠晶体是面心立方堆积，A 错误，相邻的正负离子核间距不等于正负离子半径之和，B 错误，氯化铯晶体结构呈体心立体堆积，C 错误，氯化钠晶体中以 Na 为中心向三维方向伸展，有 6 个 Cl 近邻，D 正确。答案：(1)6 6 4 4 12 (2)D新知探究1概念气态离子形成 1 mol 离子晶体释放的能量，通常取正值，单位为 kJ/mol。2影响因素3晶格能对离子晶体性质的影响晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。对点演练3(2016潮州高二检测)离子晶体稳定性取决于晶体中晶格能的大小。判断KCl、NaCl、CaO、BaO
10、四种晶体稳定性由高到低的顺序是( )AKClNaClBaOCaOBNaClKClCaOBaOCCaOBaONaClKClDCaOBaOKClNaCl解析：选 C 离子晶体的离子半径越小，晶格能越大，则晶体的稳定性越高，离子半径 Na K ，稳定性 NaClKCl，离子半径 Ca2 Ba 2 ，稳定性 CaOBaO；离子所带电荷数越多，晶格能越大，则晶体的稳定性越高，离子电荷数 Na Cl O 2 Ba 2 ，有稳定性 BaONaCl，稳定性由高到低的顺序是 CaOBaONaClKCl，故选 C。4下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是( )A熔点：NaFMgF 2AlF3B晶格能：NaFNa
11、ClNaBrC阴离子的配位数：CsClNaClCaF 26D硬度：MgOCaOBaO解析：选 A 掌握好离子半径的大小变化规律是分析离子晶体性质的一个关键点。由于 r(Na )r(Mg2 )r(Al3 )，且 Na 、Mg 2 、Al 3 所带电荷依次增大，所以NaF、MgF 2、AlF 3的离子键依次增强，晶格能依次增大，故熔点依次升高。 r(F )碳化硅石英解析：选 D 离子晶体中一定含有离子键，也可能存在共价键，如 KOH，故 A 错误；氧族元素的氢化物都是分子晶体，其溶沸点的高低取决于分子间作用力，水分子之间存在氢键使得其溶沸点特别高，所以水的沸点最高，故 B 错误；硫酸氢钠、过氧化钠
12、中其阴离子分别是 HSO 、O ，其阳离子都是钠离子，所以 NaHSO4中阴阳离子个数比是 4 2211，Na 2O2晶体中的阴阳离子个数比为 12，故 C 错误；这几种晶体都是原子晶体，且键长 SiSiCSiCC，所以键能 SiSiCSiCC，熔点金刚石碳化硅单晶硅，故 D 正确。2(2016蚌埠高二检测)离子键、共价键、金属键、范德华力都是微粒之间的不同作用力，下列物质：Na 2O2 SiO 2 氦气 金刚石 NH 4Cl 白磷含有上述任意两种作用力的是( )A B C D解析：选 C Na 2O2含有离子键和共价键；SiO 2只含有共价键；氦气只含有范德7华力；金刚石中只含有共价键；NH
13、 4Cl 含有离子键和共价键；白磷含有共价键和范德华力。3(2016绵阳高二检测)如图是 NaCl、CsCl、ZnS 等离子晶体结构图或是从其中分割出来的部分结构图。试判断属于 NaCl 的晶体结构的图像为( )A B C D解析：选 B 因 NaCl 属于立方晶体，每个钠离子周围有 6 个氯离子，选项中只有 B 将黑球表示钠离子，白球表示氯离子，钠离子周围有 6 个氯离子，即 B 属于 NaCl 的晶体结构。4下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是( )AO 2、I 2、Hg BSi、SiC、金刚石CH 2O、H 2S、H 2Se DNaCl、KCl、CsCl解析：选 B A 项，Hg
14、的熔点比 I2低；B 项，Si 的原子半径大于 C 的原子半径，错误；B 项，键能：CCCSiSiSi，熔点 SiSiC金刚石，正确；C 项，H 2O 分子间有氢键，沸点最高，错误；D 项，Na 、K 、Cs 的半径依次增大，晶格能逐渐减小，熔点逐渐降低，错误。5(2016汪清高二检测)高温下超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为 0 价，部分为2 价。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)，则下列说法中正确的是( )A超氧化钾的化学式为 KO2，每个晶胞含有 4 个 K 和 4 个 O 2B晶体中每个 K 周围有 8 个 O ，每个 O 周围有 8 个 K 2 2
15、C晶体中与每个 K 距离最近的 K 有 8 个D晶体中，0 价氧与2 价氧的数目比为 21解析：选 A 在超氧化钾晶体中含有 K 个数是：8 6 4，含有 O 原子个数18 12 2是：12 14，因此超氧化钾的化学式为 KO2，每个晶胞含有 4 个 K 和 4 个 O ；在晶14 2体中每个 K 周围有 6 个 O ，每个 O 周围有 6 个 K ；晶体中与每个 K 距离最近的 K 有 2 2(38)212 个；晶胞中，K 和 O 都是 4 个，所以含有 8 个 O 原子，根据电荷相等可 28知 2 价氧是 2 个，0 价氧是 6 个，所以 0 价氧与 2 价氧的数目比为 6231。6在离子
16、晶体中，阴、阳离子按一定规律在空间排列，如图 1 就是 NaCl 的晶体结构。在离子晶体中，阴、阳离子具有或接近具有球对称的电子云，它们可以被看成是不等径的刚性圆球，并彼此相切，如图 2 所示。离子键的键长是相邻阴、阳离子的半径之和，如图3 所示。已知 a 为常数。图 1 图 2 图 3试回答下列问题：(1)在 NaCl 晶体中，每个 Na 同时吸引_个 Cl ，而 Na 数目与 Cl 数目之比为_。(2)NaCl 晶体离子键的键长为_。(3)Na 半径与 Cl 半径之比 _(已知 rr1.414， 1.732， 2.236) 。2 3 5(4)NaCl 晶体中不存在分子，但温度达到 1 413 时，NaCl 晶体形成气体，并以分子形式存在。现有 29.25 g NaCl 晶体，强热使温度达到 1 450 ，测得气体体积为 5.6 L(已折算为标准状况)，则此时氯化钠气体的化学式为_。解析：观察中间图形知： sin 45，即 2 r r 4r1.414， 0.414。2( r r ) a， r r ，即离子键键长为 。由题意r rr rr a2 a229.25 g 氯化钠在 1 450 时为 0.25 mol，故其摩尔质量为 117 g/mol，氯化钠气体的化学式为 Na2Cl2。答案：(1)6 11 (2) (3)0.414 (4)Na 2Cl2a29
