离子晶体教学设计资料(DOC 24页).doc
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1、教学设计第四节 离子晶体 【知识与技能】1掌握离子晶体的概念,能识别氯化钠、氯化铯、氟化钙的晶胞结构。2学会离子晶体的性质与晶胞结构的关系。3通过探究知道离子晶体的配位数与离子半径比的关系。4、了解晶格能的应用,知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。【教学重点】离子晶体的物理性质的特点;离子晶体的配位数及其影响因素;晶格能的定义和应有用。【教学难点】离子晶体配位数的影响因素;晶格能的定义和应有用。【教案设计】【回忆复习】分子晶体、原子晶体分别有哪些物理特性?【投影】晶体比较晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体构成粒子粒子间相互作用硬度熔沸点导电性溶解性典型实例【问题引入】1钠原子与氯原子
2、是如何结合成氯化钠的?你能用电子式表示氯化钠的形成过程吗?2常见的离子化合物包括哪些?常温下以什么形态存在?晶体是如何形成的?构成微粒是什么?这些微粒是怎样堆集的?【展图观察】NaCl、CsCl晶体模型。【板书】一、离子晶体1、 定义:离子间通过离子键结合而成的晶体(1)结构微粒:阴、阳离子(2)相互作用:离子键【讲解】通常情况下,阴、阳离子可以看成是球形对称的,其电荷分布也是球形对称的,只要空间条件允许,一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子。因此离子键没有方向性和饱和性。【板书】离子键无方向性和无饱和性【展示图片】(3)种类繁多:含离子键的化合物晶体:强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐(4
3、)理论上,结构粒子可向空间无限扩展【思考】NaCl、CsCl晶体中有无单个个分子,“NaCl”、“CsCl”是否代表分子组成呢?【讲述】在NaCl晶体或CsCl晶体中,都不存在单个的NaCl分子或单个的CsCl分子,但是,在这两种晶体里阴、阳离子的个数比都是11。所以,NaCl和CsCl是表示离子晶体中离子个数比的化学式,而不是表示分子组成的分子式。【思考】在 NaCl晶体中,每个Na+周围有几个Cl-?每个Cl-周围有几个Na+?在CsCl晶体中,每个Cs+周围有几个Cl-?每个Cl-周围有几个Cs+?【板书】二、离子晶体中离子键的配位数(1) 定义:是指一个离子周围邻近的异电性离子的数目【
4、探究】NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数NaClCsCl【思考】为什么同是AB型离子晶体, CsCl与NaCl的晶体结构和配位数不一样?请从两者的组成中试寻找形成差异的原因。【板书】(2)影响阴、阳离子的配位数的因素|:正、负离子半径比的大小【投影】离子Na+Cs+Cl-离子半径/pm95169181【学生活动】 NaCl、CsCl中正、负离子的半径比和配位数NaClCsClr+/r- =r+/r- =C.N.=6C.N.=8【自主探究】CaF2晶体中阴、阳离子的配位数前面两例中每种晶体的阴、阳离子所带的电荷数相同,阴、阳离子个数相同,配位数不相同。
5、如果离子晶体中阴、阳离子的电荷数不相同,阴、阳离子个数不相同,各离子的配位数是否也不相同?下面请看CaF2晶体结构回答问题: 请根据图中晶胞结构计算:每个Ca2 +周围最邻近的F-有_个,表明Ca2 +的配位数为_。每个F-周围最邻近的Ca2 +有_个,表明F-的配位数是_。由此可见,在CaF2晶体中,Ca 2 +和F-个数比为_,刚好与Ca2 +和F-的电荷数之比_。整个晶体的结构与前面两例的结构完全不相同。因此可以得出晶体中阴、阳离子电荷比也是决定离子晶体结构的重要因素,称为电荷因素。(2)电荷因素:晶体中阴、阳离子电荷比此外,决定离子晶体结构的因素还有离子键的纯粹程度,称为键性因素。对此
6、高中不作详细学习。(3)键性因素:离子键的纯粹程度【思考】: 1、根据氯化钠的结构模型确定晶胞,并分析其构成。每个晶胞中有 Na+,有 个Cl-2、在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Na+有 个3、在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Cl-所围成的空间结构为 体【板书】立方晶系的晶胞中, 原子个数比的计算: (1)处于体心的原子: 完全属于该晶胞 (2)处于面心的原子,属于两个晶胞共有,每个晶胞平均占有它的1/2 (3)处于棱上的原子,属于四个晶胞共有,每个晶胞平均占有它的1/4 (4)处于顶点的原子,属于八个晶胞共有,每个晶胞平均占有它的1/8 晶胞中微粒个数= 晶胞中可视的微粒个数晶
7、胞占有值【练习】CsCl的结构晶胞:1、根据氯化铯的结构模型确定晶胞,并分析其构成。每个晶胞中有 Cs+,有 个Cl-2、在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有 个小结类型离子晶体结构构成晶体的粒子相互作用反馈练习1某离子晶体的晶胞结构如下图所示:则该离子晶体的化学式为 ( )。 Aabc B、abc3 Cab2c3 Dab3c 2高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价可看作部分为0价,部分为-2价。下图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列说法正确的A晶体中与每个K+距离最近的K+有12个B晶体中每个K+周围有8个O2-,每个O2-周围有8个K+C超氧化
8、钾的化学式为KO2,每个晶胞含有14个K+和13 个O2-D晶体中,0价氧原子与-2价氧原子的数目比可看作为3:15某离子晶体部分结构如图(1)晶体中每个Y同时吸引着最近的_个X,每个X同时吸引着最近的_个Y,该晶体的化学式为_(2)晶体中每个X周围与它最近且距离相等的X共有_个.(3)晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角XYX的角度_(4)设该晶体的摩尔质量为M g mol-1,晶体密度为,阿佛加德罗常数为NA,则晶体中两个距离最近的X中心间距离为_cm5答案: (1)从图中可知,Y位于立方体中心,X位于立方体相向的四个项点,故一个Y同时吸引着最近的X有4个,每个X同时吸引着最近的8个Y
9、,由此确定其化学式.:XY2(2)由于顶点X是8个立方体共有,每个面是两个立方体共享,故晶体中每个X周围与它最近且距离相等的X应有83=12(个)(3)可将图中4个X分别与Y连线,形成的构型类同于CH4分子,XYX= (4)每个小方体中会XY2的物质的量为【作业】1当人们谈论1991年初春海湾战争中的先进武器时,都免不了要提到隐身战斗机F-117A,目前研制和应用陷隐形材料是铁氧体等磁性物质,右图是某隐形材料晶胞,其化学式表示为( )A、XY B、X4Y C、XY2 D、X2Y3.如图是氯化铯晶体的晶胞(晶体中最小的重复单元),已知晶体中2个最近的Cs+离子核间距为a cm,氯化铯的式量为M,
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