高中化學 第3章第4節(jié) 離子晶體同步導學課件 新人教版選修3

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1、第四節(jié)離子晶體 在一只500 mL的燒杯中加入100 mL水，煮沸，邊攪拌邊加入0.4 g瓊脂，加熱到瓊脂完全溶解即停止。再往燒杯內(nèi)加入40 mL 0.1 molL1的碘化鉀溶液，用玻璃棒攪勻，此時溶液的高度不低于3 cm，瓊脂溶液冷卻后即凝結(jié)成透明的膠凍。這時在膠凍的中心位置上面輕輕地放一顆綠豆大小的硝酸鉛固體。 510 min后，可看到以硝酸鉛固體為中心，形成許多黃色的同心圓環(huán)，非常醒目。圓形的出現(xiàn)是因為硝酸鉛固體與膠凍接觸時，有少量Pb2以相近的速度向四周擴散，遇到I形成PbI2黃色圓環(huán)沉淀，繼而又有少量Pb2向四周擴散，而在較遠處與I反應又形成PbI2圓環(huán)。隨著時間的推移，由近及遠逐漸

2、形成許多以硝酸鉛為中心的黃色同心圓環(huán)。 PbI2是離子晶體，NaCl也是離子晶體，它們的結(jié)構(gòu)相同嗎？你認為有哪些因素影響了它們的結(jié)構(gòu)呢？ 1了解離子晶體的結(jié)構(gòu)特點。 2能根據(jù)離子晶體的結(jié)構(gòu)特點解釋其物理性質(zhì)。 3了解晶格能的含義及應用。 1結(jié)構(gòu)特點 2決定晶體結(jié)構(gòu)的因素決定晶體結(jié)構(gòu)的因素 3性質(zhì) 熔、沸點 ，硬度 ，難溶于有機溶劑。較高較高較大較大 離子晶體及常見的類型 (1)離子鍵 定義：陰、陽離子間通過靜電作用所形成的化學鍵叫做離子鍵。 成鍵元素：活潑金屬元素(如K、Na、Ca、Ba等，主要是第A族和第A族元素)和活潑非金屬元素(如F、Cl、Br、O等， 主要是第A族和第A族元素)相互結(jié)合

3、時多形成離子鍵。 成鍵原因：活潑金屬原子容易失去電子而形成陽離子，活潑非金屬原子容易得到電子形成陰離子。當活潑金屬遇到活潑非金屬時，電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，分別形成陽、陰離子，再通過靜電作用形成離子鍵。 離子鍵只存在于離子化合物中。 強堿、活潑金屬氧化物、大多數(shù)鹽類是離子化合物。 (2)離子晶體 離子晶體是由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。 離子晶體微粒之間的作用力是離子鍵。由于靜電作用沒有方向性，故離子鍵沒有方向性。只要條件允許，陽離子周圍可以盡可能多地吸引陰離子，同樣，陰離子周圍可以盡可能多地吸引陽離子，故離子鍵也沒有飽和性。根據(jù)靜電作用大小的影響因素可知，在離子晶體中陰陽離子半徑越小，所帶

4、電荷數(shù)越多，離子鍵越強。 離子晶體的化學式只表示晶體中陰陽離子的個數(shù)比，而不是表示分子的組成。 (3)幾種離子晶體模型 NaCl型晶體結(jié)構(gòu)模型(左下圖)：配位數(shù)為6。 a在NaCl晶體中，每個Na周圍同時吸引著6個Cl，每個Cl周圍也同時吸引著6個Na。 b每個Na周圍與它最近且等距的Na有12個，每個Na周圍與它最近且等距的Cl有6個。 CsCl型晶體結(jié)構(gòu)模型(右下圖)：配位數(shù)為8。 a在CsCl晶體中，每個Cs周圍同時吸引著8個Cl，每個Cl周圍也同時吸引著8個Cs。 b每個Cs與6個Cs等距離相鄰，每個Cs與8個Cl等距離相鄰。 ZnS型晶體結(jié)構(gòu)模型(右圖)：配位數(shù)為4。 ZnS型離子晶

5、體中，陰離子和陽離子的 排列類似NaCl型，但相互穿插的位置不同， 使陰、陽離子的配位數(shù)不是6，而是4。常見 的ZnS型離子晶體有ZnS、AgI、BeO晶體等。 1. 下列敘述正確的是 () A原子晶體中可能存在氫鍵 B干冰升華時分子內(nèi)共價鍵發(fā)生斷裂 C原子晶體的熔點比分子晶體的熔點高 D離子晶體中只含離子鍵，不含共價鍵 解析：A項中氫鍵存在于分子間或分子內(nèi)，原子晶體中不可能存在氫鍵；B項中干冰升華時破壞的是分子間作用力，而分子結(jié)構(gòu)并沒有改變，共價鍵自然也不會斷裂；C項中原子晶體微粒間的作用力是共價鍵，熔點較高，而分子晶體微粒間的作用力是微弱的范德華力，熔點較低；D項中離子晶體中一定存在離子鍵

6、，可能存在共價鍵，如NH4Cl、NaOH等。 答案：C 1概念 形成1摩離子晶體 的能量，通常取 ，單位為 。 2影響因素 3晶格能對離子晶體性質(zhì)的影響 晶格能越大，形成的離子晶體越 ，而且熔點越 ，硬度越 。氣態(tài)離子氣態(tài)離子所釋放所釋放正值正值kJmol1穩(wěn)定穩(wěn)定高高大大 (3)巖漿晶出規(guī)則的影響因素 晶格能(主要)：晶格能越大，越早析出晶體。 濃度：越早達到飽和，越易析出。 2離子晶體熔點的高低決定于陰、陽離子核間距離和晶格能的大小，據(jù)所學知識判斷KCl、NaCl、CaO、BaO四種晶體熔點的高低順序是 () AKClNaClBaOCaO BNaClKClCaOBaO CCaOBaOKCl

7、NaCl DCaOBaONaClKCl 解析：對于離子晶體來說，離子所帶電荷數(shù)越多，陰、陽離子核間距離越小，晶格能越大，離子鍵越強，熔點越高，陽離子半徑大小順序為：Ba2KCa2Na；陰離子半徑：ClO2，比較可得只有D項是正確的。 答案：D (2)由極性分子構(gòu)成的晶體是_，含有共價鍵的離子晶體是_，屬于分子晶體的單質(zhì)是_。 (3)在一定條件下能導電并發(fā)生化學變化的是_。受熱熔化后化學鍵不發(fā)生變化的是_，需克服共價鍵的是_。 思路指引：判斷晶體類型需要注意以下兩點： (1)晶體的構(gòu)成微粒。 (2)微粒間的相互作用力。 在選項中屬于原子晶體的是：金剛石和水晶(由硅原子和氧原子構(gòu)成)；屬于分子晶體

8、的是：冰醋酸、白磷和晶體氬；屬于離子晶體的是：MgO(由Mg2和O2組成)、NH4Cl(由NH4和Cl組成)；而Al屬于金屬晶體，金屬的導電是靠自由電子的移動，并不發(fā)生化學變化，但金屬熔化時金屬鍵就被破壞。分子晶體的熔化只需要克服分子間作用力，而原子晶體、離子晶體熔化時分別需要克服共價鍵、離子鍵。 答案：(1)AA、E、HE(2)BFD、E (3)GB、D、EA、H 判斷晶體類型的方法 判斷晶體的類型一般是根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)： (1)在常溫下呈氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì)，其晶體應屬于分子晶體(Hg除外)，如H2O、H2等。對于稀有氣體，雖然構(gòu)成物質(zhì)的微粒為原子，但應看作單原子分子，因為微粒間的相互作用力

9、是范德華力，而非共價鍵。 (2)在熔融狀態(tài)下能導電的晶體(化合物)是離子晶體。 如：NaCl熔融后電離出Na和Cl，能自由移動，所以能導電。 (3)有較高的熔、沸點，硬度大，并且難溶于水的物質(zhì)大多為原子晶體，如晶體硅、二氧化硅、金剛石等。 (4)易升華的物質(zhì)大多為分子晶體。還要強調(diào)的是，對于教材上每種晶體類型的例子，同學們一定要認真掌握其結(jié)構(gòu)，把握其實質(zhì)和內(nèi)涵，在解題中靈活運用。 1下列物質(zhì)發(fā)生變化時，所克服的粒子間相互作用屬于同種類型的是 () A液溴和苯分別受熱變?yōu)闅怏w B干冰和氯化銨分別受熱變?yōu)闅怏w C二氧化硅和鐵分別受熱熔化 D食鹽和葡萄糖分別溶解在水中 答案：A 現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(

10、)的數(shù)據(jù)：A組組B組組C組組D組組金剛石：金剛石：3 550Li：181HF：83NaCl：801硅晶體：硅晶體：1 410Na：98HCl：115KCl：776硼晶體：硼晶體：2 300K：64HBr：89RbCl：718二氧化硅：二氧化硅：1 723Rb：39HI：51CsCl：645 據(jù)此回答下列問題： (1)A組屬于_晶體，其熔化時克服的微粒間的作用力是_。 (2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是_(填序號)。 有金屬光澤導電性導熱性延展性 (3)C組中HF熔點反常是由于_ _。 (4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是_(填序號)。 硬度小水溶液能導電固體能導電熔融狀態(tài)能導電 (5)D組晶體的熔點由高

11、到低的順序為：NaClKCl RbCl CsCl，其原因解釋為：_ _。 通過讀取表格中數(shù)據(jù)先判斷出晶體的類型及晶體的性質(zhì)，應用氫鍵解釋HF的熔點反常，利用晶格能的大小解釋離子晶體熔點高低的原因。 答案：(1)原子共價鍵(2) (3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可) (4)(5)D組晶體都為離子晶體，r(Na)r(K)r(Rb)離子晶體分子晶體；金屬晶體(除少數(shù)外)分子晶體；金屬晶體熔沸點有的很高，如鎢，有的很低，如汞(常溫下是液體)。 (2)同類型晶體的熔沸點： 原子晶體：結(jié)構(gòu)相似，半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，熔沸點越高。如金剛石碳化硅晶

12、體硅。 分子晶體：組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，熔沸點越高。如CI4CBr4CCl4CF4。 金屬晶體：所帶電荷數(shù)越大，原子半徑越小，則金屬鍵越強，熔沸點越高。如AlMgNaK。 離子晶體：離子所帶電荷越多，半徑越小，離子鍵越強，熔沸點越高。如KFKClKBrKI。 2根據(jù)下表給出物質(zhì)的熔點數(shù)據(jù)(AlCl3沸點為160 )，判斷下列說法錯誤的是() A.MgO中的離子鍵比NaCl中的離子鍵強 BSiCl4晶體是分子晶體 CAlCl3晶體是離子晶體 D晶體硼是原子晶體 答案：C晶體晶體NaClMgOSiCl4AlCl3晶體硼晶體硼熔點熔點/8012 800701802 500 1下列物

13、質(zhì)中，屬于含有極性共價鍵的離子晶體的是() ACsClBKOH CH2O DNa2O2 解析：水是共價化合物，形成的晶體是分子晶體。CsCl、KOH、Na2O2都是離子晶體，但是CsCl中只有離子鍵。KOH由K和OH組成，OH中存在極性共價鍵，因此B選項符合題意。Na2O2由Na和O22組成，O22中存在非極性共價鍵，不符合題意。 答案：B 2離子晶體不可能具有的性質(zhì)是() A較高的熔、沸點B良好的導電性 C溶于極性溶劑 D堅硬而易粉碎 解析：離子晶體是陰、陽離子通過離子鍵結(jié)合而成的，在固態(tài)時，陰、陽離子受到彼此的束縛不能自由移動，因而不導電。只有在離子晶體溶于水或熔融后，電離成可以自由移動的

14、陰、陽離子，才可以導電。 答案：B 3對于氯化鈉晶體，下列描述正確的是() A它是六方緊密堆積的一個例子 B相鄰的正負離子核間距等于正負離子半徑之和 C與氯化銫晶體結(jié)構(gòu)相同 D每個Na與6個Cl離子作為近鄰 解析：氯化鈉晶體是面心立方堆積，故A錯，氯化銫晶體結(jié)構(gòu)呈體心立方堆積，所以C也不正確，氯化鈉晶體中以Na為中心向三維方向伸展，有6個Cl近鄰，所以D正確。B相鄰的正負離子核間距不等于正負離子半徑之和。 答案：D 4NaF、NaI、MgO均為離子化合物，這三種化合物的熔點高低順序是() NaFNaIMgO AB C D 解析：離子化合物的熔點與離子鍵強弱有關，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑之和

15、越小，離子鍵越強，該離子化合物的熔點越高。已知離子半徑NaMg2，IO2F，可知NaI中離子鍵最弱，因MgO中的離子帶兩個單位電荷，故離子鍵比NaF中的強。 答案：B 5NaCl晶體、HCl晶體、干冰、金剛石熔點由高而低的順序是_ _；其中在熔融液態(tài)時能導電的電解質(zhì)是_，液態(tài)不導電但為電解質(zhì)的是_，在水溶液中能導電的非電解質(zhì)是_。 解析：晶體熔點一般是原子晶體離子晶體分子晶體，而HCl晶體和干冰都是分子晶體，而M(CO2)M(HCl)，故熔點干冰HCl晶體，所以熔點由高到低為金剛石NaCl晶體干冰HCl晶體；熔融導電的電解質(zhì)為離子晶體，故為NaCl；液態(tài)不導電的電解質(zhì)為HCl；水溶液導電的非電

16、解質(zhì)為干冰。 答案：金剛石NaCl晶體干冰HCl晶體NaCl晶體HCl晶體干冰 6有A、B、C三種晶體，分別由H、C、Na、Cl 4種元素的一種或幾種形成，對這3種晶體進行實驗，結(jié)果如下表：熔點熔點/硬硬度度水水溶性溶性導電性導電性水溶液與水溶液與Ag反應反應A811較較大大易易溶溶水溶液或水溶液或熔融導電熔融導電白色沉淀白色沉淀B3 550很很大大不不溶溶不導電不導電不反應不反應C114.2很很小小易易溶溶液態(tài)不導液態(tài)不導電電白色沉淀白色沉淀 (1)晶體的化學式分別為：A_、B_、C_。 (2)晶體的類型分別是：A_、B_、C_。 (3)晶體中微粒間的作用力分別是：A_、B_、C_。 解析：根據(jù)A、B、C所述晶體的性質(zhì)可知，A為離子晶體，只能為NaCl，微粒間的作用力為離子鍵；B應為原子晶體，只能為金剛石，微粒間的作用力為共價鍵；C應為分子晶體，且易溶，只能為HCl，微粒間的作用力為范德華力。 答案：(1)NaClCHCl(2)離子晶體原子晶體分子晶體(3)離子鍵共價鍵范德華力