2017-2018學(xué)年人教版選修3 第3章第4節(jié) 離子晶體 課件（22張） (2)

1離子晶體的概念離子晶體的概念：由：由_和和_通過通過_鍵結(jié)合鍵結(jié)合 而成的晶體。而成的晶體。2構(gòu)成離子晶體的微粒是構(gòu)成離子晶體的微粒是： _、 _。3構(gòu)成離子晶體的微粒之間的作用力構(gòu)成離子晶體的微粒之間的作用力： _。離子晶體離子晶體陽離子陽離子陰離子陰離子離子離子陽離子陽離子陰離子陰離子離子鍵離子鍵配位數(shù)越多配位數(shù)越多電荷電荷鍵性鍵性5離子晶體的性質(zhì)離子晶體的性質(zhì) (1)離子晶體的熔沸點離子晶體的熔沸點_，難于揮發(fā)。，難于揮發(fā)。 (2)離子晶體有較高的離子晶體有較高的_，難于壓縮，質(zhì)地較，難于壓縮，質(zhì)地較_，不，不 易進行機械加工。易進行機械加工。 (3)離子晶體不導(dǎo)電，但是離子晶體不導(dǎo)電，但是_的離子晶體和它的的離子晶體和它的_ 有良好的導(dǎo)電性能。有良好的導(dǎo)電性能。較高較高水溶液水溶液脆脆硬度硬度熔融熔融1概念概念：_形成形成_離子晶體離子晶體_的能量，通的能量，通 常取正值。常取正值。2晶格能與離子化合物的物理性質(zhì)晶格能與離子化合物的物理性質(zhì) 晶格能越大，離子鍵越牢固，晶體的熔沸點晶格能越大，離子鍵越牢固，晶體的熔沸點_，硬，硬 度度_，穩(wěn)定性，穩(wěn)定性_。晶格能晶格能氣態(tài)離子氣態(tài)離子1 mol釋放釋放越大越大越高越高越強越強(1)離子晶體中存在共價鍵嗎？離子晶體中存在共價鍵嗎？(2)晶體中只要有陽離子，一定有陰離子嗎？晶體中只要有陽離子，一定有陰離子嗎？提示提示(1)有些離子晶體如有些離子晶體如NaOH、NH4Cl、Na2SO4中存在中存在共價鍵，有些離子晶體中不存在共價鍵如共價鍵，有些離子晶體中不存在共價鍵如NaCl、MgO等。等。(2)晶體中有陽離子不一定有陰離子，如金屬晶體是由金屬晶體中有陽離子不一定有陰離子，如金屬晶體是由金屬陽離子與自由電子構(gòu)成，但若有陰離子必然有陽離子。陽離子與自由電子構(gòu)成，但若有陰離子必然有陽離子。【慎思慎思1】 NaCl與與KCl，NaCl與與MgCl2哪一個晶格能更大？哪一個晶格能更大？提示提示r(Na)r(K)，所以，所以NaCl的晶格能大于的晶格能大于KCl；Na所帶的電荷數(shù)少于所帶的電荷數(shù)少于Mg2，且，且r(Mg2)r(Na)，所以，所以MgCl2的晶格能大于的晶格能大于NaCl。【慎思慎思2】1離子晶體具有較高的熔沸點和難揮發(fā)的性質(zhì)離子晶體具有較高的熔沸點和難揮發(fā)的性質(zhì) 一般來說，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越一般來說，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越 小，則離子鍵越強，離子晶體的熔沸點越高，如小，則離子鍵越強，離子晶體的熔沸點越高，如Al2O3 MgO；NaClCsCl等。等。2離子晶體硬而且脆。離子晶體中，陰、陽離子間有較離子晶體硬而且脆。離子晶體中，陰、陽離子間有較 強的離子鍵，離子晶體表現(xiàn)出較高的硬度。當(dāng)晶體受強的離子鍵，離子晶體表現(xiàn)出較高的硬度。當(dāng)晶體受 到?jīng)_擊力作用時，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破到?jīng)_擊力作用時，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破 碎。碎。要點一要點一 | 離子晶體的物理性質(zhì)離子晶體的物理性質(zhì)3離子晶體不導(dǎo)電，熔化或溶于水后能導(dǎo)電。離子晶體離子晶體不導(dǎo)電，熔化或溶于水后能導(dǎo)電。離子晶體 中，離子鍵較強，離子不能自由移動，即晶體中無自中，離子鍵較強，離子不能自由移動，即晶體中無自 由移動的離子，因此，離子晶體不導(dǎo)電。當(dāng)熔融時，由移動的離子，因此，離子晶體不導(dǎo)電。當(dāng)熔融時， 陰、陽離子獲得足夠能量，克服了離子間的相互作陰、陽離子獲得足夠能量，克服了離子間的相互作 用，成了自由移動的離子，在外加電場作用下，離子用，成了自由移動的離子，在外加電場作用下，離子 定向移動而導(dǎo)電。離子化合物溶于水時，陰、陽離子定向移動而導(dǎo)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受到水分子作用變成了自由移動的離子(或水合離子或水合離子)， 在外加電場作用下，陰、陽離子定向移動而導(dǎo)電。在外加電場作用下，陰、陽離子定向移動而導(dǎo)電。 難溶于水的強電解質(zhì)，如難溶于水的強電解質(zhì)，如BaSO4、CaCO3等溶于水時，等溶于水時， 由于濃度極小，故導(dǎo)電性極差。通常情況下，我們說它由于濃度極小，故導(dǎo)電性極差。通常情況下，我們說它 們的水溶液不導(dǎo)電。們的水溶液不導(dǎo)電。4大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑(如水如水)中，難溶于非中，難溶于非 極性溶劑極性溶劑(如汽油、苯、如汽油、苯、CCl4)中。當(dāng)把離子晶體放在中。當(dāng)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(chǎn)生吸引水中時，極性水分子對離子晶體中的離子產(chǎn)生吸引 力，使晶體中的離子克服離子間的作用力而離開晶力，使晶體中的離子克服離子間的作用力而離開晶 體，變成在水中自由移動的離子。體，變成在水中自由移動的離子。5離子晶體中不一定含有金屬陽離子，如離子晶體中不一定含有金屬陽離子，如NH4Cl為離子為離子 晶體，不含有金屬陽離子，但一定含有陰離子。晶體，不含有金屬陽離子，但一定含有陰離子。 下列性質(zhì)中，可以說明某晶體是離子晶體的是下列性質(zhì)中，可以說明某晶體是離子晶體的是()。A具有較高的熔點具有較高的熔點B固態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電固態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電C可溶于水可溶于水D固態(tài)不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)能導(dǎo)電固態(tài)不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)能導(dǎo)電解析解析A選項，原子晶體熔點也較高；選項，原子晶體熔點也較高；B選項，有些分子選項，有些分子晶體如晶體如HCl的水溶液也能導(dǎo)電；的水溶液也能導(dǎo)電；C選項，有些分子晶體也選項，有些分子晶體也溶于水；溶于水；D選項，分子晶體在液態(tài)時不導(dǎo)電，金屬晶體固選項，分子晶體在液態(tài)時不導(dǎo)電，金屬晶體固態(tài)時導(dǎo)電，離子晶體在熔融時可導(dǎo)電。態(tài)時導(dǎo)電，離子晶體在熔融時可導(dǎo)電。答案答案D【例例1】 下列性質(zhì)適合于離子晶體的是下列性質(zhì)適合于離子晶體的是 ()。熔點熔點1 070 ，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電熔點熔點10.31 ，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電能溶于能溶于CS2，熔點，熔點112.8 ，沸點，沸點444.6 熔點熔點97.81 ，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度0.97 gcm3熔點熔點218 ，難溶于水，難溶于水熔點熔點3 900 ，硬度很大，不導(dǎo)電，硬度很大，不導(dǎo)電難溶于水，固體時導(dǎo)電，升溫時導(dǎo)電能力減弱難溶于水，固體時導(dǎo)電，升溫時導(dǎo)電能力減弱難溶于水，熔點高，固體不導(dǎo)電，熔化時導(dǎo)電難溶于水，熔點高，固體不導(dǎo)電，熔化時導(dǎo)電 A B C D【體驗體驗1】 解析解析離子晶體液態(tài)時能導(dǎo)電，難溶于非極性溶劑，熔點離子晶體液態(tài)時能導(dǎo)電，難溶于非極性溶劑，熔點較高、質(zhì)硬而脆，固體不導(dǎo)電，故較高、質(zhì)硬而脆，固體不導(dǎo)電，故均不符合離均不符合離子晶體的特點；中熔點達子晶體的特點；中熔點達3 900 ，硬度很大應(yīng)是原子，硬度很大應(yīng)是原子晶體。故只有晶體。故只有符合題意。符合題意。答案答案A1晶格能是離子晶體中離子間結(jié)合力大小的一個量度。晶格能是離子晶體中離子間結(jié)合力大小的一個量度。 晶格能越大，表示離子晶體越穩(wěn)定，破壞其晶體耗能晶格能越大，表示離子晶體越穩(wěn)定，破壞其晶體耗能 越多。我們知道離子晶體間存在著離子間的靜電引越多。我們知道離子晶體間存在著離子間的靜電引 力，因此，晶格能本質(zhì)上是離子間靜電引力大小的量力，因此，晶格能本質(zhì)上是離子間靜電引力大小的量 度。度。2晶格能的影響因素晶格能的影響因素 離子晶體中電荷數(shù)越多，核間距越小，晶格能越大。離子晶體中電荷數(shù)越多，核間距越小，晶格能越大。3巖漿晶出規(guī)則的影響因素巖漿晶出規(guī)則的影響因素 (1)晶格能晶格能(主要主要)：晶格能越大，越早析出晶體。：晶格能越大，越早析出晶體。 (2)濃度：越早達到飽和，越易析出。濃度：越早達到飽和，越易析出。要點二要點二 | 晶格能晶格能試根據(jù)你學(xué)過的知識，判斷試根據(jù)你學(xué)過的知識，判斷KCl、NaCl、CaO、BaO四種晶體熔點的高低順序可能是四種晶體熔點的高低順序可能是()。AKClNaClBaOCaOBNaClKClCaOBaOCCaOBaONaClKClDCaOBaOKClNaCl解析解析(1)離子晶體中陰、陽離子所帶電荷越多，晶格能越離子晶體中陰、陽離子所帶電荷越多，晶格能越大，陰、陽離子的離子半徑越小，其間距越小，晶格能越大，陰、陽離子的離子半徑越小，其間距越小，晶格能越大。大。(2)晶格能越大，晶體的熔點越高。晶格能越大，晶體的熔點越高。答案答案C【例例2】 已知硅酸鹽和石英的晶格能如下表：已知硅酸鹽和石英的晶格能如下表：【體驗體驗2】 硅酸鹽礦物和石英硅酸鹽礦物和石英晶格能晶格能/(kJmol1)橄欖石橄欖石4 400輝石輝石4 100角閃石角閃石3 800云母云母3 800長石長石2 400石英石英2 600回答下列問題：回答下列問題：(1)橄欖石和云母晶出的順序是橄欖石和云母晶出的順序是_。(2)石英總是在各種硅酸鹽析出后才晶出的原因是石英總是在各種硅酸鹽析出后才晶出的原因是_。(3)推測云母和橄欖石的熔點順序為推測云母和橄欖石的熔點順序為_，硬度大小順，硬度大小順序為序為_。解析解析根據(jù)巖漿晶出規(guī)則，分析表中晶格能數(shù)據(jù)可知，橄根據(jù)巖漿晶出規(guī)則，分析表中晶格能數(shù)據(jù)可知，橄欖石的晶格能大于云母的晶格能，所以橄欖石先析出。石欖石的晶格能大于云母的晶格能，所以橄欖石先析出。石英總是在各種硅酸鹽析出后才晶出，主要原因是石英晶格英總是在各種硅酸鹽析出后才晶出，主要原因是石英晶格能較小，同時它不容易在巖漿中達到飽和濃度，所以只有能較小，同時它不容易在巖漿中達到飽和濃度，所以只有當(dāng)各種金屬離子以硅酸鹽的形式析出后，石英的濃度才達當(dāng)各種金屬離子以硅酸鹽的形式析出后，石英的濃度才達到飽和。云母的晶格能不如橄欖石的大，故橄欖石的熔點到飽和。云母的晶格能不如橄欖石的大，故橄欖石的熔點高于云母，硬度大于云母。高于云母，硬度大于云母。答案答案(1)橄欖石先晶出，云母后晶出橄欖石先晶出，云母后晶出(2)石英晶格能較石英晶格能較小，同時它不容易在巖漿中達到飽和濃度小，同時它不容易在巖漿中達到飽和濃度(3)橄欖石高于云母橄欖石大于云母橄欖石高于云母橄欖石大于云母晶體的類型直接決定晶體的物理性質(zhì)，如熔、沸點，硬晶體的類型直接決定晶體的物理性質(zhì)，如熔、沸點，硬度，導(dǎo)電性，延展性，水溶性等。而晶體的類型本質(zhì)上又度，導(dǎo)電性，延展性，水溶性等。而晶體的類型本質(zhì)上又是由構(gòu)成晶體的微粒及微粒間的作用力決定的，通?？梢允怯蓸?gòu)成晶體的微粒及微粒間的作用力決定的，通?？梢杂删w的特征性質(zhì)來判斷晶體所屬類型。下表對四種晶體由晶體的特征性質(zhì)來判斷晶體所屬類型。下表對四種晶體類型進行了對比。類型進行了對比?！咎骄吭硖骄吭怼繉嶒炋骄烤艑嶒炋骄烤?晶體的基本類型與性質(zhì)比較晶體的基本類型與性質(zhì)比較晶體類型晶體類型金屬晶體金屬晶體離子晶體離子晶體分子晶體分子晶體原子晶體原子晶體定義定義金屬原子通金屬原子通過金屬鍵形過金屬鍵形成的晶體成的晶體陰、陽離子陰、陽離子通過離子鍵通過離子鍵形成的晶體形成的晶體分子間通分子間通過分子間過分子間作用力形作用力形成的晶體成的晶體相鄰原子間相鄰原子間通過共價鍵通過共價鍵結(jié)合而形成結(jié)合而形成的立體網(wǎng)狀的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)基本微?；疚⒘＝饘訇栯x子、金屬陽離子、自由電子自由電子陰離子、陰離子、陽離子陽離子分子分子原子原子微粒間作微粒間作用力用力金屬鍵金屬鍵離子鍵離子鍵范德華力范德華力或范德華或范德華力與氫鍵力與氫鍵共價鍵共價鍵性性質(zhì)質(zhì)熔沸點熔沸點一般較高，但一般較高，但差異大差異大較高較高較低較低高高硬度硬度一般較大，但一般較大，但差異大差異大較大較大較小較小大大延展性延展性好，有光澤好，有光澤脆，有光脆，有光澤澤差，無光差，無光澤澤差，無光差，無光澤澤導(dǎo)電性導(dǎo)電性固態(tài)能導(dǎo)電固態(tài)能導(dǎo)電熔融或溶熔融或溶于水能導(dǎo)于水能導(dǎo)電電某些溶于某些溶于水后能導(dǎo)水后能導(dǎo)電電一般不導(dǎo)一般不導(dǎo)電電溶解性溶解性不溶不溶多數(shù)溶于多數(shù)溶于水水相似相溶相似相溶不溶不溶熔化時需克熔化時需克服的作用力服的作用力金屬鍵金屬鍵離子鍵離子鍵范 德 華 力范 德 華 力或 范 德 華或 范 德 華力與氫鍵力與氫鍵共價鍵共價鍵物質(zhì)類別物質(zhì)類別金屬單質(zhì)金屬單質(zhì) 離子化合物離子化合物多數(shù)的非多數(shù)的非金屬單質(zhì)金屬單質(zhì)和共價化和共價化合物合物少數(shù)的非少數(shù)的非金屬單質(zhì)金屬單質(zhì)和共價化和共價化合物合物典例典例K、Cu、MgNaCl、CsCl、CaF2干冰、干冰、冰、碘冰、碘金剛石、金剛石、SiO2有下列八種晶體：有下列八種晶體：A.SiO2(水晶水晶)；B.冰醋酸；冰醋酸；C.氧化鎂；氧化鎂；D.白磷；白磷；E.晶體氬；晶體氬；F.氯化銨；氯化銨；G.鋁；鋁；H.金剛石。金剛石。用序號回答下列問題：用序號回答下列問題：(1)屬于原子晶體的化合物是屬于原子晶體的化合物是_，直接由原子構(gòu)成的晶，直接由原子構(gòu)成的晶體是體是_，直接由原子構(gòu)成的分子晶體是，直接由原子構(gòu)成的分子晶體是_。(2)由極性分子構(gòu)成的晶體是由極性分子構(gòu)成的晶體是_，含有共價鍵的離子晶，含有共價鍵的離子晶體是體是_，屬于分子晶體的單質(zhì)是，屬于分子晶體的單質(zhì)是_。(3)在一定條件下，能導(dǎo)電并不發(fā)生化學(xué)變化的是在一定條件下，能導(dǎo)電并不發(fā)生化學(xué)變化的是_，受熱熔化后化學(xué)鍵不發(fā)生變化的是受熱熔化后化學(xué)鍵不發(fā)生變化的是_，需克服共價鍵，需克服共價鍵的是的是_?！締栴}探究問題探究】思路點撥思路點撥在選項中屬于原子晶體的是：金剛石和水晶在選項中屬于原子晶體的是：金剛石和水晶(由由Si原子和原子和O原子構(gòu)成原子構(gòu)成)；屬于分子晶體的是：冰醋酸、；屬于分子晶體的是：冰醋酸、白磷和晶體氬；屬于離子晶體的是：白磷和晶體氬；屬于離子晶體的是：MgO(由由Mg2和和O2組成組成)、NH4Cl(由由NH4和和Cl組成組成)；而；而Al屬于金屬晶體。屬于金屬晶體。金屬導(dǎo)電是靠自由電子的定向移動，并不發(fā)生化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是靠自由電子的定向移動，并不發(fā)生化學(xué)變化，但金屬熔化時金屬鍵會被破壞。分子晶體熔化時只需要克但金屬熔化時金屬鍵會被破壞。分子晶體熔化時只需要克服分子間作用力，而原子晶體、離子晶體熔化時分別需要服分子間作用力，而原子晶體、離子晶體熔化時分別需要克服共價鍵、離子鍵的作用。克服共價鍵、離子鍵的作用。答案答案(1)AA、E、HE(2)BFD、E(3)GB、D、EA、H