2019-2020年高中化学 专题3 第2单元 离子键 离子晶体课件 苏教版选修3

专题3微粒间作用力与物质性质第二单元离子键离子晶体目标与素养：1.了解离子键的形成，能大致判断离子键的强弱。了解离子晶体的结构特点，能根据离子晶体结构特点解释其物理性质。(宏观辨识与微观探析)2.认识晶格能的概念与意义，能根据晶格能大小分析晶体性质不同的原因。(证据推理)自主预习探新知一、离子键的形成1．形成过程离子化合物中，阴、阳离子之间的________使阴、阳离子相互吸引，而阴、阳离子的核外电子之间，阴、阳离子的原子核之间的________使阴、阳离子相互排斥。当阴、阳离子之间的________和________达到平衡时，阴、阳离子保持一定的平衡核间距，形成稳定的离子键，整个体系达到能量____状态。静电引力静电斥力静电引力静电斥力最低2．定义阴、阳离子之间通过________形成的化学键。3．特征静电作用球形没有方向饱和二、离子晶体1．概念：由____________通过离子键结合成的晶体。2．物理性质(1)离子晶体具有较高的________，难挥发。(2)离子晶体硬而脆，离子晶体中，阴、阳离子间有较强的离子键，离子晶体表现了较强的硬度。(3)离子晶体在固态时不导电，________________后能导电。(4)大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中，难溶于非极性溶剂(如汽油、煤油)中。阴、阳离子间熔、沸点熔融状态或溶于水3．晶格能(1)定义：拆开________离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子时所____的能量。用符号U表示，单位为kJ·mol－1。(2)影响因素1mol吸收越多越小大(3)对晶体物理性质的影响牢固高大4．常见的两种结构类型氯化钠型氯化铯型晶体结构模型配位数____每个晶胞的组成__个Na＋和__个Cl－__个Cs＋和__个Cl－相应离子化合物KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO等CsBr、CsI、NH4Cl等6844115.影响离子晶体配位数的因素离子晶体中离子配位数的多少与阴、阳离子的半径比r＋r－有关。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)离子键是阴、阳离子之间的静电吸引。()(2)NH4Cl的电子式为。()(3)NaOH中只存在离子键。()(4)晶格能越大，离子晶体的熔点越高，硬度越大。()[答案](1)×(2)√(3)×(4)√2．下列热化学方程式中，能直接表示出氯化钠晶格能的是()A．NaCl(s)―→Na＋(g)＋Cl－(g)ΔH1B．NaCl(s)―→Na(s)＋Cl(g)ΔH2C．2NaCl(s)―→2Na＋(g)＋2Cl－(g)ΔH3D．NaCl(s)―→Na(g)＋Cl(g)ΔH4A[掌握晶格能的概念是解答本题的关键。晶格能是指拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子时所吸收的能量。平时学习中要了解晶格能的定义和晶格能对晶体性质的影响。]3．用电子式表示下列离子或化合物(1)Mg2＋________；OH－________；NH＋4________；O2－2________。(2)Na2O________；Na2O2________；Na3N____________；NaOH________。[答案]核心突破攻重难离子键1.离子键(1)成键微粒：带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子。(2)离子键的存在：离子晶体中。(3)成键的本质：阴、阳离子之间的静电作用。2．离子化合物的形成条件(1)活泼金属(指第ⅠA和ⅡA族的金属元素)与活泼的非金属元素(指第ⅥA和ⅦA族的元素)之间形成的化合物。(2)金属元素与酸根离子之间形成的化合物(酸根离子如硫酸根离子、硝酸根离子、碳酸根离子等)。(3)铵根离子(NH＋4)和酸根离子之间，或铵根离子与非金属元素之间形成的盐。1离子晶体不一定都含有金属元素，如NH4Cl。2离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键，如NaOH、Na2O2中均含有共价键。3金属元素与非金属元素构成的键不一定是离子键，如AlCl3含有共价键。4熔化后能导电的化合物不一定是离子化合物，如金属等。【典例1】下列说法不正确的是()A．离子键没有方向性和饱和性B．并不是只有活泼的金属和非金属化合才形成离子键C．离子键的实质是静电作用D．静电作用只有引力D[离子键是阴、阳离子之间的静电作用，包括静电吸引和静电排斥，且一个离子同时吸引多个带相反电荷的离子，故无方向性和饱和性，非金属元素也可形成离子键，如NH4Cl中NH＋4与Cl－形成离子键。]1．下列说法中，正确的是()A．仅由非金属元素组成的化合物中不可能含有离子键B．由金属元素和非金属元素组成的化合物一定是离子化合物C．含离子键的化合物一定是离子化合物D．含有金属阳离子的物质都是离子化合物C[NH4Cl等铵盐都是仅由非金属元素组成的化合物，其中含有离子键。NaCl、KOH等化合物由金属元素和非金属元素组成，它们都是离子化合物；AlCl3等化合物由金属元素和非金属元素组成，它是共价化合物。金属单质都含有金属阳离子，但它们不是化合物，更不是离子化合物。]2．下列物质中，属于离子晶体并且含有共价键的是()A．CaCl2B．MgOC．N2D．NH4ClD离子晶体1.离子晶体的结构与性质(1)离子晶体的结构①离子晶体微粒之间的作用力是离子键，由于离子键没有方向性和饱和性，故离子晶体一般采取密堆积方式。②离子晶体中存在的微粒是阳离子和阴离子，离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比，而不是表示其组成。③离子晶体中，离子半径越小，离子所带电荷数越多，离子键越强。(2)离子晶体的性质①离子晶体中阴阳离子交替出现，层与层之间如果滑动，同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定，所以离子晶体无延展性。②离子晶体不导电，但在熔融状态或水溶液中能导电。③离子晶体难溶于非极性溶剂(如苯、汽油)而易溶于极性溶剂(如水)。④离子晶体的熔、沸点取决于构成晶体的阴阳离子间离子键的强弱，而离子键的强弱，可用晶格能的大小来衡量，晶格能越大离子键越牢固，离子晶体的熔点越高、硬度越大。而对于同种类型的离子晶体，离子所带的电荷数越高，半径越小，晶格能越大。⑤离子晶体中不一定含有金属阳离子，如NH4Cl为离子晶体，不含有金属阳离子，但一定含有阴离子。2．晶格能(1)离子晶体结构类型相同时，离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大。(2)晶格能越大，晶体熔沸点越高，硬度越大。(3)晶格能的大小影响岩浆晶出的先后次序，晶格能越大，形成的晶体越稳定，岩浆中的矿物越容易结晶析出。模型认知：两种常见的离子晶体的结构晶体类型晶胞示意图结构特点NaCl型(KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO、CaS)等①Na＋、Cl－的配位数均为6。②每个Na＋(Cl－)周围紧邻(距离最近且相等)的Cl－(Na＋)构成正八面体。③每个Na＋(Cl－)周围紧邻的Na＋(Cl－)有12个。④每个晶胞中含有4个Na＋、4个Cl－。CsCl型(CsBr、CsI、NH4Cl等)①Cs＋、Cl－的配位数均为8。②每个Cs＋(Cl－)周围紧邻的Cl－(Cs＋)构成正六面体。③每个Cs＋(Cl－)周围紧邻的Cs＋(Cl－)有6个。④每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－。【典例2】高温下，超氧化钾晶体结构与NaCl的相似，其晶体结构的一个基本重复单元如图所示，已知晶体中氧的化合价可看做部分为0，部分为－2。下列说法正确的是()A．晶体中每个K＋周围有8个O－2，每个O－2周围有8个K＋B．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞中含有4个K＋和4个O－2C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个D．晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为2∶1B[由晶胞图可知1个K＋周围有6个O－2，同样1个O－2周围有6个K＋，A选项错误；根据切割法，每个晶胞中有8×18＋6×12＝4个K＋、1＋12×14＝4个O－2，所以超氧化钾晶体中两种离子的个数比为1∶1，其化学式为KO2，B选项正确；根据晶胞结构可知，每个K＋所在的3个相互垂直的面上各有4个K＋与该K＋距离最近且相等，即晶体中与每个K＋距离最近的K＋有12个，C选项错误；O－2中O的平均化合价为－0.5，所以若有1个－2价氧原子，则应有3个0价氧原子，故0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1，D选项错误。](1)每个O－2周围等距且最近的K＋在空间上构成________体。(2)晶胞中个________个K＋，________个O－2。[答案](1)正八面(2)443．MgO、Rb2O、CaO、BaO四种离子晶体熔点的高低顺序是()A．MgO＞Rb2O＞BaO＞CaOB．MgO＞CaO＞BaO＞Rb2OC．CaO＞BaO＞MgO＞Rb2OD．CaO＞BaO＞Rb2O＞MgOB[四种离子晶体所含阴离子相同，所含阳离子不同。对Mg2＋、Rb＋、Ca2＋、Ba2＋进行比较，Rb＋所带电荷数少，其与O2－形成的离子键最弱，故Rb2O的熔点最低。对Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋进行比较，它们所带电荷一样多，半径Mg2＋＜Ca2＋＜Ba2＋，与O2－形成的离子键由强到弱的顺序是MgO＞CaO＞BaO，相应离子晶体的熔点由高到低的顺序为MgO＞CaO＞BaO。综上所述，四种离子晶体熔点的高低顺序是MgO＞CaO＞BaO＞Rb2O。]解离子晶体的性质类题的注意事项(1)离子晶体区别于其他晶体的突出特点：离子晶体固态时不导电，熔融状态下能导电，因为组成离子晶体的微粒是阴、阳离子，阴、阳离子自由移动时才可以导电。而金属晶体无论是固态还是熔融状态都可以导电。(2)离子晶体的晶格能越大，熔、沸点越高。当堂达标提素养1．下列叙述中正确的是()A．钠原子和氯原子作用生成NaCl后，其结构的稳定性减弱B．在氯化钠晶体中，除氯离子和钠离子的静电吸引作用外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用C．任何离子键在形成的过程中必定有电子的得与失D．钠与氯气反应生成氯化钠后，体系能量升高B2．如图所示是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是()A．(1)和(3)B．(2)和(3)C．(1)和(4)D．只有(4)C[NaCl晶胞是立方体结构，每个Na＋周围有6个Cl－，每个Cl－周围有6个Na＋；与每个Na＋等距离的Cl－有6个，且构成正八面体，同理，与每个Cl－等距离的6个Na＋也构成正八面体，由此可知图(1)和(4)属于从NaCl晶体中分割出来的，C项正确。]3．能说明某晶体属于离子晶体的是()A．一定溶于水B．固态不导电，水溶液能导电C．有较高的熔点D．固态不导电，熔融时能导电D[离子晶体在固态时不导电，在水溶液里或熔融后可以导电，但并非所有的离子晶体都易溶于水，如BaSO4。在水溶液里能导电的化合物不一定是离子晶体，如H2SO4。故判断一种晶体是否为离子晶体的方法大多看它在固态时不导电，熔融状态下能导电。]4．NaF、NaI、MgO晶体均为离子晶体，根据表中数据判断这三种晶体的熔点高低顺序是()物质NaFNaIMgO离子电荷数112离子间距离2.313.182.10A．NaF＞NaI＞MgOB．MgO＞NaF＞NaIC．MgO＞NaI＞NaFD．NaI＞NaF＞MgOB[离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，而离子键的强弱可用晶格能来衡量，离子所带的电荷数越多，离子间的距离越小，晶格能越大，离子键越强，熔点越高。]5．根据表格数据回答下列有关问题：(1)已知NaBr、NaCl、MgO等离子晶体的核间距离和晶格能如下表所示：NaBrNaClMgO离子的核间距/pm290276205晶格能/kJ·mol－17873890①NaBr晶体比NaCl晶体晶格能________(填“大”或“小”)，主要原因是____________________________________________________________________________________________________。②MgO晶体比NaCl晶体晶格能大，主要原因是______________