2022年高中化學集體備課 《第三章 晶體結構與性質》第四節(jié) 離子晶體教案 蘇教版選修3

2022年高中化學集體備課 第三章 晶體結構與性質第四節(jié) 離子晶體教案 蘇教版選修3課題：第四節(jié) 離子晶體(1)授課班級課 時教學目的知識與技能1、理解離子晶體的結構模型及其性質的一般特點。2、了解離子晶體中離子晶體配位數(shù)及其影響因素。 3、了解決定離子晶體結構的重要因素。過程與方法通過學習離子晶體的結構與性質，培養(yǎng)運用知識解決實際問題的能力，培養(yǎng)學生的空間想像能力情感態(tài)度價值觀通過學習離子晶體的結構與性質，激發(fā)學生探究熱情與精神。進一步認識“結構決定物質性質”的客觀規(guī)律重 點離子晶體的結構模型及其性質的一般特點；離子晶體配位數(shù)及其影響因素； 難 點離子晶體配位數(shù)及其影響因素； 知識結構與板書設計第四節(jié) 離子晶體一、離子晶體1、定義：由陽離子和陰離子通過離子鍵結合而成的晶體。2、構成微粒：陰陽離子3、微粒間的作用：陰陽離子間以離子鍵結合，離子內可能有共價鍵4、配位數(shù)：與中心離子(或原子)直接成鍵的離子(或原子)稱為配位離子(原子)。5、結構模型：(1) 氯化鈉晶體 (2)氯化銫晶體6、影響因素：(1) 幾何因素：晶體中正負離子的半徑比(rr)。(2) 電荷因素：正負離子的電荷比。(3) 鍵性因素：離子鍵的純粹程度。7、離子晶體特點：(1) 較高的熔點和沸點，難揮發(fā)、難于壓縮。(2) 硬而脆(3) 不導電，但熔化后或溶于水后能導電。(4) 大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑中，難溶于非極性溶劑中。教學過程教學步驟、內容教學方法、手段、師生活動復習分子晶體、原子晶體、金屬晶體的有關理論。過渡在晶體中，若微粒為離子，通過離子鍵形成的晶體為離子晶體，今天我們來研究離子晶體。板書第四節(jié) 離子晶體一、離子晶體1、定義：由陽離子和陰離子通過離子鍵結合而成的晶體。講在離子晶體中，陰陽離子間只存在離子鍵。不存在分子，而化學式表示為晶體中陰陽離子個數(shù)的最簡化。陰陽離子采用不等徑密堆積。板書2、構成微粒：陰陽離子3、微粒間的作用：陰陽離子間以離子鍵結合，離子內可能有共價鍵講離子晶體不一定含有金屬陽離子，如NH4Cl為離子晶體，不含有金屬陽離子，但一定含有陰離子。講離子晶體種類繁多，結構多樣，圖327給出了兩種典型的離子晶體的晶胞。我們來研究晶體中的配位數(shù)（在離子晶體中離子的配位數(shù)(縮寫為C N)是指一個離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目）。投影NaCl和CsCl的晶胞：科學探究1、CsCl、NaCl的陽離子和陰離子的比例都是l：l，同屬AE型離子晶體。參考圖327、圖3-28，數(shù)一數(shù)這兩種離子晶體中陽離子和陰離子的配位數(shù)，它們是否相等?并填表。離子晶體陰離子的配位數(shù)陽離子的配位數(shù)NaCl66CsCl882、你認為什么因素決定了離子晶體中離子的配位數(shù)？利用相關數(shù)據(jù)計算，并填表：ZnSNaClCsClrr=0.2-0.4rr=0.52rr=0.93C.N=4C.N=6C.N=8投影探究練習參考資料: 離子 Na Cs Cl 離子半徑pm 95 169 18l 講 顯而易見，NaCl和CsCl是兩種不同類型的晶體結構。晶體中正負離子的半徑比(rr)是決定離子晶體結構的重要因素，簡稱幾何因素。板書4、配位數(shù)：與中心離子(或原子)直接成鍵的離子(或原子)稱為配位離子(原子)。講配位離子的數(shù)目稱為配位數(shù)。板書5、結構模型：(1) 氯化鈉晶體 投影講由下圖氯化鈉晶體結構模型可得：每個Na+緊鄰6個Cl-，每個Cl-緊鄰6個Na+（上、下、左、右、前、后），這6個離子構成一個正八面體。設緊鄰的Na+與Cl-間的距離為a，每個Na+與12個Na+等距離緊鄰（同層4個、上層4個、下層4個）。由均攤法可得：該晶胞中所擁有的Na+數(shù)為4個 ， Cl-數(shù)為4個，晶體中Na+數(shù)與Cl-數(shù)之比為1：1，則此晶胞中含有4個NaCl結構單元。板書(2)氯化銫晶體講每個Cs+緊鄰8個Cl-，每個Cl-緊鄰8個Cs+，這8個離子構成一個正立方體。設緊鄰的Cs+與Cs+間的距離為a，則每個Cs+與6個Cs+等距離緊鄰（上、下、左、右、前、后）。晶體中的Cs+與Cl-數(shù)之比為1：1。投影 講 上面兩例中每種晶體的正負離子的配位數(shù)相同，是由于正負離子電荷(絕對值)相同，于是正負離子的個數(shù)相同，結果導致正負離子配位數(shù)相等，如在NaCl中，Na擴和C1的配位數(shù)均為6。如果正負離子的電荷不同，正負離子的個數(shù)必定不相同，結果，正負離子的配位數(shù)就不會相同。這種正負離子的電荷比也是決定離子晶體結構的重要因素，簡稱電荷因素。例如，在CaF2晶體中，Ca2和F的電荷比(絕對值)是2：l，Ca2和F的個數(shù)比是l：2，如圖329所示。Ca2的配位數(shù)為8，F(xiàn)的配位數(shù)為4。此外，離子晶體的結構類型還取決于離子鍵的純粹程度(簡稱鍵性因素)。投影板書6、影響因素：(1) 幾何因素：晶體中正負離子的半徑比(rr)。講離子鍵無飽和性和方向性，但成鍵時因離子半徑?jīng)Q定了陰陽離子參加成鍵的數(shù)目是有限的。陰陽離子半徑比值越大，配位數(shù)就越大。板書(2) 電荷因素：正負離子的電荷比。(3) 鍵性因素：離子鍵的純粹程度。講 在離子晶體中，離子間存在著較強的離子鍵，要克服離子間的相互作用使物質熔化和沸騰，就需要較多的能量。因此，離子晶體具有較高的熔點、沸點和難揮發(fā)的性質。板書7、離子晶體特點：(1) 較高的熔點和沸點，難揮發(fā)、難于壓縮。講離子晶體的熔沸點，取決于構成晶體的陰陽離子間的離子鍵的強弱，而離子鍵的強弱，又可用離子半徑衡量，通常情況下，同種類型的離子晶體，離子半徑越小，離子鍵越強，熔沸點越高。講離子晶體中，由于離子鍵的強烈作用，離子晶體表現(xiàn)出較高的硬度，當晶體受到?jīng)_擊力作用時，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導致晶體破碎。板書 (2) 硬而脆，無延展性講離子晶體中陰陽離子交替出現(xiàn)，層與層之間如果滑動，同性離子相鄰而使斥力增大導致不穩(wěn)定，所以離子晶體無延展性。講由于離子晶體中離子鍵作用較強，離子晶體不能自由移動，即晶體中無自由移動離子，因此，離子晶體不導電。當升高溫度時，陰陽離子獲得足夠能量克服了離子間相互作用，成為自由移動的離子，在外界電場作用下，離子定向移動而導電。離子化合物溶于水時，陰陽離子受到水分子作用變成了自由移動的離子(或水合離子)，在外界電場作用下，陰陽離子定向移動而導電。板書 (3) 不導電，但熔化后或溶于水后能導電。講當把離子晶體放在水中時，極性水分子對離子晶體中的離子產生吸引，使晶體中的離子克服離子間的作用而離開晶體，變成在水中自由移動的離子。板書(4) 大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑中，難溶于非極性溶劑中。小結化學變化過程一定發(fā)生舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成，但破壞化學鍵或形成化學鍵的過程卻不一定發(fā)生化學變化。自學科學視野復雜離子的晶體碳酸鹽在一定溫度下會發(fā)生分解，如大家熟悉的碳酸鈣煅燒得到石灰(CaO)，這是由于碳酸鈣受熱，晶體中的碳酸根離子會發(fā)生分解，放出二氧化碳。實驗證明，碳酸鹽的陽離子不同，熱分解的溫度不同。 碳酸鹽 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3 熱分解溫度 402 900 1 172 1 360 陽離子半徑pm 66 99 112 135教學回顧：教 案課題：第四節(jié) 離子晶體(2)授課班級課 時教學目的知識與技能理解離子晶體的晶格能與性質的關系。過程與方法情感態(tài)度價值觀重 點離子晶體的晶格能與性質的關系。難 點離子晶體的晶格能與性質的關系。知識結構與板書設計二、晶格能1、定義：晶格能是指1mol的離子化合物中的陰陽離子，由相互遠離的氣態(tài)，結合成離子晶體時所釋放出的能量或拆開1mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和陽離子所吸收的能量。單位是kJ/mol2、影響因素：離子的電荷和陰陽離子的大小。3、規(guī)律：晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，而且熔點越高，硬度越大。教學過程教學步驟、內容教學方法、手段、師生活動講 最能反映離子晶體穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)是它們的晶格能。離子晶體的品格能的定義是氣態(tài)離子形成l摩離子晶體釋放的能量，通常取正值，表38給出了某些離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)。 板書二、晶格能1、定義：晶格能是指1mol的離子化合物中的陰陽離子，由相互遠離的氣態(tài)，結合成離子晶體時所釋放出的能量或拆開1mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和陽離子所吸收的能量。單位是kJ/mol投影 F C1一 Br I Li Na K Cs Rb 1036 923 821 785 740 853 786 715 689 659 807 747 682 660 63l 757 704 649 630 604板書 2、影響因素：離子的電荷和陰陽離子的大小。講晶格能與離子電荷的乘積成正比，與陰陽離子的大小成反比。觀察 分析晶格能大小與晶體穩(wěn)定性關系。講晶格能的數(shù)據(jù)可以用來說明許多典型的離子晶體的物理化學性質的變化規(guī)律。板書3、規(guī)律：晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，而且熔點越高，硬度越大。自學科學視野巖漿晶出規(guī)則與晶格能問題1、什么是巖漿晶出？2、巖漿晶出順序與晶格能的關系？投影 巖漿：小結晶格能越大，越早析出晶體。越早達到飽和，越易析出。教學回顧：