《分子間作用力分子晶體》學案1(蘇教版選修3)

第一節(jié)離子晶體、分子晶體和原子晶體(一)導(dǎo)學案(1) 分析圖為8個小立方體構(gòu)成，為晶體的晶胞，(2) 計算在該晶胞中含有Na+的數(shù)目。在晶胞中心有1個Na+外，在棱上共有4個Na+，一個晶胞有6個面，與這6個面相接的其他晶胞還有6個面，共12個面。又因棱上每個Na+又為周圍4個晶胞所共有，所以該晶胞獨占的是12X1/4=3個.該晶胞共有的Na+為4個。晶胞中含有的Cl-數(shù)：Cl-位于頂點及面心處，每.個平面上有4個頂點與1個面心，而每個頂點上的氯離于又為8個晶胞(本層4個，上層4個)所共有。該晶胞獨占8X1/8=1個。一個晶胞有6個面，每面有一個面心氯離子，又為兩個晶胞共有，所以該晶胞中獨占的Cl-數(shù)為6X1/2=3。不難推出，n(Na+):n(Cl-)=4:4:1:1。化學式為NaCl.(3) 以中心Na+為依據(jù)，畫上或找出三個平面(主個平面互相垂直)。在每個平面上的Na+都與中心Na+最近且為等距離。每個平面上又都有4個Na+，所以與Na+最近相鄰且等距的Na+為3X4=12個。答案含8個小立方體的NaCl晶體示意圖為一個晶胞在晶胞中Na+與Cl-個數(shù)比為1:1.(3)12個3、離子晶體結(jié)構(gòu)對其性質(zhì)的影響1離子晶體熔、沸點的上下取決于離子鍵的強弱，而離子晶體的穩(wěn)定性又取決于什么在離子晶體中，構(gòu)成晶體的粒子和構(gòu)成離子鍵的粒子是相同的，即都是陰、陽離子。離子晶體發(fā)生三態(tài)變化，破壞的是離子鍵。也就是離子鍵強弱即決定了晶體熔、沸點的上下，又決定了晶體穩(wěn)定性的強弱。2離子晶體中為何不存在單個的小分子在離子晶體中，陰、陽離子既可以看作是帶電的質(zhì)點，又要以看作是帶電的球體，其中，陽離子總是盡可能的多吸引陰離子、陰離子又總是盡可能多的吸引陰離子(只要空間條件允許的話)這種結(jié)構(gòu)向空間延伸，即晶體多大，分子就有多大，晶體內(nèi)根本不存在單個的小分子，整個晶體就是一個大分子。4、離子晶體的判斷及晶胞折算1如何判斷一種晶體是離子晶體方法一：由組成晶體的晶格質(zhì)點種類分：離子化合物一定為離子晶體。方法二：由晶體的性質(zhì)來分：根據(jù)導(dǎo)電性：固態(tài)時不導(dǎo)電而熔化或溶解時能導(dǎo)電的一般為離子晶體。 根據(jù)機械性能：具有較高硬度，且脆的為離子晶體。2什么是晶胞如何由晶胞來求算晶體的化學式構(gòu)成晶體的結(jié)構(gòu)粒子是按著一定的排列方式所形成的固態(tài)群體。在晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單位叫晶胞。根據(jù)離子晶體的晶胞，求陰、陽離子個數(shù)比的方法處于頂點上的離子：同時為8個晶胞共有，每個離子有1/8屬于晶胞。 處于棱上的離子：同時為4個晶胞共有，每個離子有1/4屬于晶胞。 處于面上的離子；同時為2個晶胞共有，每個離子有1/2屬于晶胞。 處于體心的離子：那么完全屬于該晶胞。學生練習題目：在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域中，有一種化合物叫鈣鈦礦，其晶體結(jié)構(gòu)中有代表性的最小單位結(jié)構(gòu)如下列圖試答復(fù)：(1) 在該晶體中每個鈦離子周圍與它最近且相等距離的鈦離子有多少個(2) 在該晶體中氧、鈣、鈦的粒子個數(shù)化是多少解析由圖看出，在每個鈦離于的同層左、右與前后、上下各層中都緊密排列著完全相同的鈦離子，共有晶胞邊長的6個鈦離子。至于同一晶胞中獨占三元素粒子個數(shù)比，那么從每種元素粒子是晶胞中的位置考慮。Ca2+位于立方體的中央為一個晶胞所獨占；鈦離子位于晶胞的頂點上，為相鄰兩層8個晶胞所共有(左右、前后、上中下、左右前后4個而上下中相同重復(fù)共8個)，而每個晶胞獨占有8X1/8=1個。氧離子位于棱上，在同一晶胞中，每個氧離子為同層的4個晶胞所共有，一個晶胞獨占12X1/4=3個。故氧、鈣、鈦的粒子數(shù)之比為3:1:1答案63:1:15、總結(jié)1離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體叫離子晶體。構(gòu)成離子晶體的微粒是陽離子和陰離子。離子晶體中，陽離子和陰離子間存在著較強的離子鍵，因此，離子晶體一般硬度較高，密度較大，熔、沸點較高。2一般地講，化學式與結(jié)構(gòu)相似的離子晶體，陰、陽離子半徑越小，離子鍵越強，熔、沸點越高。如：KCI<NaCI<NaF。離子晶體針對性訓(xùn)練一、選擇題1. 以下性質(zhì)中，可以證明某化合物內(nèi)一定存在離子鍵的是（）A.可溶于水B.有較高的熔點C.水溶液能導(dǎo)電D.熔融狀態(tài)能導(dǎo)電以下物質(zhì)中，含有極性鍵的離子化合是。A.CaCI2B.Na202C.NaOHD.K2SCs是IA族元素，F(xiàn)是VIIA族元素，估計Cs和F形成的化合物可能是A.離子化合物B.化學式為CsF2C.室溫為固體D.室溫為氣體某物質(zhì)的晶體中含A、B、C三種元素，其排列方式如下列圖（其中前后兩面心上的B原子未能畫出），晶體中A、B、C的中原子個數(shù)之比依次為A.1:3:1B.2:3:1C.2:2:1D.1:3:3NaF，Nal，MgO均為離子化合物，根據(jù)以下數(shù)據(jù)，這三種化合物的熔點上下順序是（）物質(zhì)NaFNalMgO離子電荷數(shù)113m2.313.182.10A.B.>C.，D.在NaCl晶體中與每個Na+距離等同且最近的幾個Cl-所圍成的空間幾何構(gòu)型為（）A.正四面體B.正六面體C.正八面體D.正十二面體如圖是氯化銫晶體的晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元)，晶體中2個最近的Cs+離子核間距為acm，氯化銫的式量為M,NA為阿伏加德羅常數(shù)，那么氯化銫晶體的密度為B.C.D.、填空題參考以下熔點數(shù)據(jù)答復(fù):物質(zhì)NaFNaClNaBrNaI熔點C995801755651物質(zhì)NaClKClRbClCsCl熔點C801776715646鈉的鹵化物從NaF到Nal及堿金屬的氯化物從NaCl到CsCl的熔點逐漸這與有關(guān)。隨增大減小，故熔點逐漸。2. 某離子晶體晶胞結(jié)構(gòu)如以下列圖所示，x位于立方體的頂點，Y位于立方體中心。試分析：(1) 晶體中每個Y同時吸引著個X，每個x同時吸引著個Y，該晶體的化學式為。(2) 晶體中在每個X周圍與它最接近且距離相等的X共有個。(3) 晶體中距離最近的2個X與1個Y形成的夾角ZXYX的度數(shù)為。(4) 設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為Mgmol-1，晶體密度為p-cm，阿伏加德羅常數(shù)為NA那么晶體中兩個距離最近的X中心間的距離為。3. 晶體具有規(guī)那么的幾何外型、晶體中最根本的重復(fù)單位稱為晶胞。NaCl晶體結(jié)構(gòu)如下列圖。FexO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺陷，x值小于1測知FexO晶體密度為p=5.71gcm，晶胞邊長為4.28X10-10m。(1) FexO中x值(精確至O.01)為(2) 晶體中的Fe分別為Fe2+、Fe3+，在Fe2+和Fe3+的總數(shù)中，F(xiàn)e2+所占分數(shù)(用小數(shù)表示，精確至0.001)為。(3) 此晶體的化學式為。(4) 與某個Fe2+(或Fe3+)距離最近且等距離的O2-圍成的空間幾何形狀是。(5) 在晶體中，鐵元素間最短距離為cm有一種藍色晶體，它的結(jié)構(gòu)特征是Fe2+和Fe3+分別占據(jù)立方體互不相鄰的頂點，而CN-離子位于立方體的棱上。(1)根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)特點，推出其化學式(用最簡單整數(shù)表示)。(1) 此化學式帶何種電荷用什么樣的離子(用Mn+表示)與其結(jié)合成中性的化學式寫出此電中性的化學式。答：(2) 指出(2)中添加離子在晶體結(jié)構(gòu)中的什么位置。答：離子晶體針對性練習答案一、選擇題1.D2.C3.AC4.A5.B6.C7.C二、填空題8. 降低陰離子半徑由F-到I-逐漸增大離半徑陰、陽離子相互吸引降低9. (1)48XY2(或Y2X)(2)12(3)109°28(4)10. (1)0.92(2)0.826正八面體(5)3.03X10-1011. (1)FeFe(CN)6-帶一個單位負電荷，可用Na+,K+,Rb+(用M+表示)與之結(jié)合MFeFe(CN)6(3) M+在每隔一個立方體的體心上。