人教版高中化学选修3课件:3.4 离子晶体2.ppt
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1、 回顾:三种晶体类型与性质的比较回顾:三种晶体类型与性质的比较 晶体类型晶体类型 原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体 金属晶体金属晶体 概念概念 作用力作用力 构成微粒构成微粒 物物 理理 性性 质质 熔沸点熔沸点 硬度硬度 导电性导电性 实例实例 金刚石、二氧化硅、金刚石、二氧化硅、 晶体硅、碳化硅晶体硅、碳化硅 ArAr、S S等等 AuAu、FeFe、CuCu、钢、钢 铁等铁等 相邻原子之间以共价键相邻原子之间以共价键 相结合而成具有空间网相结合而成具有空间网 状结构的晶体状结构的晶体 分子间以范德分子间以范德 华力相结合而华力相结合而 成的晶体成的晶体 通过金属键形通过金属键形 成的晶
2、体成的晶体 共价键共价键 范德华力范德华力 金属键金属键 原子原子 分子分子 金属阳离子和自由金属阳离子和自由 电子电子 很高很高 很低很低 差别较大差别较大 很大很大 很小很小 差差别较大别较大 无(硅为半导体)无(硅为半导体) 无无 导体导体 离子键离子键(Ionic Bond)(Ionic Bond) 1 1、定义、定义 2 2、形成条件、形成条件 3 3、特点、特点 回顾回顾 知识知识 阴阳离子通过静电作用形成的化学键阴阳离子通过静电作用形成的化学键 存在活泼金属元素存在活泼金属元素M M与活泼非金属元素与活泼非金属元素R R M Mxexe- - = Mx+= Mx+ R R yey
3、e- - = Ry= Ry- - 若电负性若电负性 1.7 1.7,则多形成离子键。,则多形成离子键。 离子常被看作带电的小球,离子常被看作带电的小球,“异性相吸,异性相吸, 同性相斥同性相斥”。无饱和性,也无方向性。无饱和性,也无方向性。 强碱、活泼金属氧化物、大部分强碱、活泼金属氧化物、大部分 的盐类。的盐类。 1 1、定义:、定义: 由阳离子和阴离子通过离由阳离子和阴离子通过离 子键结合而成的晶体。子键结合而成的晶体。 2 2、成键粒子:、成键粒子: 阴、阳离子阴、阳离子 3 3、相互作用力:、相互作用力: 离子键离子键 4 4、常见的离子晶体:、常见的离子晶体: 一、离子晶体一、离子晶
4、体 1.1.根据小球大小判断根据小球大小判断 哪种代表哪种代表NaNa+ +,Cl,Cl- - ? ? 2. 2. 在在NaClNaCl晶体的一晶体的一 个晶胞中,个晶胞中,ClCl- -的个的个 数等于数等于 ,Na+Na+的的 个数等于个数等于 。 3. Na+3. Na+ 数目与数目与ClCl- -数数 目之目之比比为为 。 5 5、常见晶体的微观结构常见晶体的微观结构 (1 1)NaClNaCl晶体晶体 NaNa+ + ClCl- - 4 4 1:1 4.4.该结构中该结构中,Na,Na+ +与与 ClCl- -排列有什么规律排列有什么规律? ? 5.5.每个每个Na+Na+周围吸引周
5、围吸引 着几个着几个ClCl- -? ?每个每个ClCl- - 周围吸引着几个周围吸引着几个NaNa+ +? ? 5 5、常见晶体的微观结构常见晶体的微观结构 (1 1)NaClNaCl晶体晶体 5 5、与、与NaNa+ + 等距离且最近的 等距离且最近的ClCl- - 有: 有:6 6个个 与与ClCl- - 等距离且最近的等距离且最近的NaNa+ + 有:有:6 6个个 1 2 3 4 5 6 6.6.它们所围成的空它们所围成的空 间几何构型间几何构型 5 5、常见晶体的微观结构常见晶体的微观结构 (1 1)NaClNaCl晶体晶体 6 6、它们所围成、它们所围成 的空间几何构型的空间几何
6、构型 是是 _。 正八面体正八面体 NaClNaCl晶体中阴、阳离子配位数晶体中阴、阳离子配位数 -Cl- - Na+ NaClNaCl的晶体结构模型的晶体结构模型 与与Na+等距离且最近的等距离且最近的Cl有:有:6个个 (配位数)(配位数) ClCl- - :面心立方最密堆积:面心立方最密堆积 NaClNaCl晶胞晶胞 7.7.与一个钠离子相邻最近且距离相等的钠与一个钠离子相邻最近且距离相等的钠 离子有多少个?距离是多少?(图示距离离子有多少个?距离是多少?(图示距离 为为a a) Na+ Cl - 与一个与一个NaNa+ +相邻最近且距离相等的相邻最近且距离相等的NaNa+ + 有有 个
7、,距离个,距离 。 12 2 a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 NaClNaCl晶胞的结构特点:晶胞的结构特点: NaNa+ +占据立方体的占据立方体的8 8个顶点和个顶点和6 6个面心,个面心,ClCl- - 占据体心和占据体心和1212个棱的中点;(或二离子交换)个棱的中点;(或二离子交换) 阴、阳离子配位数均为阴、阳离子配位数均为6 6 每个每个NaNa+ + 周围最近的等距离的周围最近的等距离的NaNa+ + 有有1212个,个, 每个每个ClCl- - 周围最近的等距离的周围最近的等距离的ClCl- - 有有1212个;个; 不存在单个的不存在单个的NaClN
8、aCl分子,每个晶胞平均含分子,每个晶胞平均含 NaNa+ + 和和ClCl- -各各4 4个。化学式个。化学式NaClNaCl仅表示该离子晶体仅表示该离子晶体 中阴、阳离子的个数比为中阴、阳离子的个数比为1 1:1.1. 例题例题2 2:已知:已知NaCl NaCl 晶体的中最晶体的中最 小重复单元小重复单元( (晶胞晶胞) )如图所示如图所示, , 氯化钠的摩尔质量为氯化钠的摩尔质量为M, M, 氯化钠的密度为氯化钠的密度为 a ,a ,阿伏阿伏 加德罗常数为加德罗常数为N NA A 回答下列问题回答下列问题: : (1)(1) 每个每个NaNa+ + 周围距离相等且最近的周围距离相等且最
9、近的ClCl- -所围成的所围成的 空间构型为空间构型为_ (2)(2) NaCl NaCl 晶体的晶胞可看作由晶体的晶胞可看作由_ _ 个个NaNa+ + 和和_个个 ClCl- -组成组成 (3)(3) 每个每个NaNa+ + 周围距离相等且最近周围距离相等且最近ClCl- - Na Na+ +分别有分别有 _个个 (4)(4) 求氯化钠的晶体中最邻近的钠离子和氯离子中心间的距离求氯化钠的晶体中最邻近的钠离子和氯离子中心间的距离 为为 _ 正八面体正八面体 4 4 6 、12 cm b V=(b+b) 3 = 8b 3 = m V M NA 4 8b 3 = a b a c (2)氯化铯)
10、氯化铯晶体晶体 CsClCsCl晶体的结构:晶体的结构: -Cs+ -Cl- 1.1.根据小球大根据小球大 小判断哪种代小判断哪种代 表表CsCs+ + ,Cl,Cl- - ? ? 2. 2. 在在CsClCsCl晶晶 体的一个晶胞体的一个晶胞 中,中,ClCl- -的个的个 数等于数等于 , CsCs+ +的个数等的个数等 于于 。 3. 3. Cs+Cs+数目与数目与 ClCl- -数目之数目之比比 为为 。 CsCs+ + ClCl- - 1 1 1:1 4.4.该结构中该结构中, , CsCs+ +与与ClCl- -排排 列有什么规列有什么规 律律? ? 5.5.每个每个Cs+Cs+
11、周围吸引着周围吸引着 几个几个ClCl- -? ?每每 个个ClCl- -周围周围 吸引着几个吸引着几个 CsCs+ +? ? CsCs+ + ClCl- - 氯化铯晶体结构氯化铯晶体结构 ( (配位数配位数) ) 5 5、与、与CsCs+ + 等距离 等距离 且最近的且最近的ClCl- - 有: 有: 8 8个个 与与ClCl- -等距离等距离 且最近的且最近的CsCs+ + 有:有: 8 8个个 CsClCsCl晶体结构晶体结构 6 6、这几个、这几个CsCs+ +( (或或ClCl- -) )在空间构成的几在空间构成的几 何构型为何构型为 ; 立方体立方体 7 7、在每个、在每个CsCs
12、+ +周围与它最近的且距离相等的周围与它最近的且距离相等的 CsCs+ + 有有 个个. . 距离是多少距离是多少 . . ? (图示距离为(图示距离为a a) 6 a 氯化铯晶胞的结构特点:氯化铯晶胞的结构特点: 每每8 8个个CsCs+ + 、8 8个个 ClCl- - 各自构成一个立方体各自构成一个立方体 (顶点),在每个立方体的中心有一个异种类(顶点),在每个立方体的中心有一个异种类 离子;离子; 阴、阳离子配位数均为阴、阳离子配位数均为 。 每个每个CsCs+ + 周围最近的等距离的周围最近的等距离的CsCs+ + 有有 个,个, 每个每个ClCl- - 周围最近的等距离的周围最近的
13、等距离的ClCl- - 有有 个;个; 不存在单个的不存在单个的CsClCsCl分子,每个晶胞平均含分子,每个晶胞平均含CsCs+ + 和和ClCl- -各各1 1个。化学式个。化学式CsClCsCl仅表示该离子晶体中阴、仅表示该离子晶体中阴、 阳离子的个数比为阳离子的个数比为 . . 8 8 6 6 6 6 1:1 g cm/ 3 Cs 已知已知CsClCsCl晶体的密度为晶体的密度为 N NA A为阿伏加德罗常数,相邻的两个为阿伏加德罗常数,相邻的两个 的核间距为的核间距为a cma cm,如图所示,则,如图所示,则CsClCsCl的的 相对分子质量可以表示为相对分子质量可以表示为 N N
14、A A a a3 3 2 2CaCa2+ 2+的配位数: 的配位数: F F- -的配位数:的配位数: 1 1一个一个CaFCaF2 2晶胞中含:晶胞中含: 4个个Ca2+和和8个个F 8 8 4 4 (3)CaF(3)CaF2 2型晶胞型晶胞 CaCa2+ 2+ F F- - CaCa2+ 2+配位数: 配位数:8 8 配位多面体:立方体配位多面体:立方体 CaCa2+ 2+ F F- - CaF2晶体结构晶体结构 F F- - 配位数:配位数:4 4 配位多面体:正四面体配位多面体:正四面体 CaCa2+ 2+ F F- - 氟化钙晶胞的结构特点氟化钙晶胞的结构特点: 8 8个个CaCa2
15、+ 2+ 占据立方体 占据立方体8 8个顶点,个顶点,6 6个个CaCa2+ 2+ 占据立方体的占据立方体的6 6个面心,个面心,8 8个个F F- -在立方体内;在立方体内; CaCa2+ 2+的配位数为 的配位数为8 8,F F- -的配位数为的配位数为4 4; 不存在单个的不存在单个的CaFCaF2 2 分子,每个晶胞平分子,每个晶胞平 均含均含4 4个个CaCa2+ 2+ 和 和8 8个个F F- -。化学式。化学式CaFCaF2 2 仅表示该仅表示该 离子晶体中阴、阳离子的个数比为离子晶体中阴、阳离子的个数比为2:12:1 依据图依据图329,数出配位数,完成下列,数出配位数,完成下
16、列 空格思考为什么离子晶体中阴阳离子配位数空格思考为什么离子晶体中阴阳离子配位数 的比值会有不同?受什么因素影响?的比值会有不同?受什么因素影响? 总结影响离子晶体配位数的因素。总结影响离子晶体配位数的因素。 CaFCaF2 2的晶胞的晶胞 例:例:CaF2的晶体中,的晶体中,Ca2 和 和F 的 的电荷数之比电荷数之比 _,个数之比个数之比_,Ca2 配位数是 配位数是_, F 的配位数是 的配位数是_。 1:2 2:1 8 4 (4)ZnS型晶胞型晶胞 2阳离子的配位数:阳离子的配位数: 阴离子的配位数:阴离子的配位数: 1一个一个ZnS晶胞中含:晶胞中含: 4个阳离子和个阳离子和4个阴离
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