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1、,离子键 离子晶体,2020年7月23日星期四,化学键,1定义：相邻原子间强烈的相互作用,2、用化学键的观点来分析化学反应的本质是什么？,一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。,化学键,离子键,共价键,金属键,化学键分类,1、金属钠在氯气中燃烧的现象是什么？ 2、钠原子与氯原子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？ 3、根据元素的金属性和非金属性差异，你知道哪些原子之间能形成离子键？,思考问题：,Na,电子转移,不稳定,稳定,Cl-,Na+离子和Cl-离子间的静电作用力有哪些？,动脑筋,氯化钠的形成过程,Na+,Cl,强烈作用,NaCl的微观形成
2、过程,吸引和排斥达到平衡状态,则形成化学键,电子得失形成阴、阳离子。,阴、阳离子。,静电作用。,活泼金属与活泼非金属。,（静电吸引 = 静电排斥）,转化成自由移动的离子,离子键即被破坏。,A、A和A、A,（1）离子键形成的原因是什么,（2）形成离子键的微粒是什么,（5）离子化合物溶于水或熔化时离子键是否发生变化,（4）哪些原子之间可能形成离子键,（3）离子键是一种什么性质的相互作用,交流与讨论：,（6）离子键的存在方式,固态的离子化合物中。,一、离子键,1、定义：使阴、阳离子结合成化合物的 静电作用,成键粒子：,阴、阳离子,成键元素（一般情况）：,成键本质：,静电作用（吸引与排斥）,1、活泼的
3、金属元素（IA、IIA）和活泼的非金属元素（VIA、VIIA）形成的化合物。 2、活泼的金属元素和酸根离子（或氢氧根离子）形成的化合物 3、铵根和酸根离子（或活泼非金属元素离子）形成的盐。,判断依据：,形成化合物的元素的电负性的差X1.7,元素的电负性差要比较大,离子键和共价键之间, 并非严格截然可以区分的. 可将离子键视为极性共价键的一个极端, 而另一极端为非极性共价键.,10,二、用电子式表示离子键的形成过程,1、定义 在元素符号周围用“ ”或“”来表示原子最外层电子的式子，叫电子式。,H ,Na ,Mg ,Ca ,原子的电子式：,离子的电子式：,H+,Na+,Mg2+,Ca2+,离子化合
4、物的电子式：,把化合物的阴阳离子对称分布即可,用电子式表示氧化镁的形成过程, Mg ,Mg2+,用电子式表示硫化钾的形成过程,2K,K+,K+,写出下列微粒的电子式：,硫原子， 溴原子， 硫离子，,练习,形象表示新的化学键形成的过程,用电子式表示氯化钠的形成过程,Na ,Na+,用电子式表示溴化钙的形成过程, Ca ,Ca2+,2、意义：,箭号左方相同的微粒可以合并。,离子化合物电子式的书写：,1.简单阴离子的电子式不但要表达出最外层所有电子数（包括得到的电子），而且用方括号“ ”括起来，并在右上角注明负电荷数 2.简单阳离子的电子式就是离子符号，NH4+例外 3.离子化合物的电子式由阴离子和
5、阳离子电子式组成，相同的离子不能合并,用电子式表示离子键的形成过程,1.左边是组成离子化合物的各原子的电子式 , 右边是离子化合物的电子式,2.连接号为“ ”,3.用 表示电子转移的方向,离子半径大小比较规律 1、阳离子半径相应的原子半径；如：Cl-Cl 3、同一主族元素，从上到下， 离子半径逐渐增大；如： Li+ F- Na+ Mg2+,由下列离子化合物熔点变化规律 ,分析离子键的强弱与离子半径、离子电荷有什么关系? （1）NaF NaCl NaBr NaI 988 801 740 660 （2）NaF CaF2 CaO 988 1360 2614 （提示：Ca2+半径略大于Na+半径）,离
6、子半径越小、离子所带电荷越多，离子键就越强，其形成化合物的熔沸点也就越高。,结论,3、离子键的强弱影响离子化合物的哪些性质,补充 微粒半径比较,(1)原子半径： 同周期由左右，原子半径由大 小 同主族由上 下,原子半径由小 大 (2)微粒半径 金属阳离子半径小于其原子半径。 非金属阴离子半径大于其原子半径。 高价离子半径小于低价离子半径。 电子层结构相同的微粒，核电荷越多半径越小。如：N3O2FNa+Mg2+Al3+ S2ClK+Ca2+,比 较下列物质的熔沸点，用“”或“”填空：,、Na2O MgO,、 K2O K2S,离子半径越小、离子所带电荷越多，离子键就越强，其形成化合物的熔沸点也就越
7、高。,离子键,3、离子键的强弱 (1)阴阳离子所带电荷越多，键越强。 (2)阴阳离子半径越小，键越强。 离子键越强，熔沸点越高 4、离子键的方向性与饱和性 离子键没有方向性和饱和性。 方向性和饱和性是针对共价键而言的，离子键和金属键都没有方向性与饱和性,练习 下列化合物中含有离子键（ ）,MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3 NaCl NaOH KOH BaSO4,除 外,5、离子化合物： 含有离子键的化合物,注意区分： 用电子式表示物质 用电子式表示物质形成过程,强碱、大多数盐(AlCl3除外)、活泼金属氧化物等,离子化合物包括：,离子化合物的判别 (1)活泼金属和活泼非金属形成的化合
8、物 (2)强碱、大多数盐。 (3)“类盐”：NaH、Na2O2、CaO、CaC2 总之，在中学阶段化合物中只要有阳阴离子就可判断为离子化合物。,离子晶体,重晶石 BaSO4,莹石 CaF2,胆矾 CuSO45H2O,明矾 KAl(SO4)212H2O,重晶石 BaSO4,莹石 CaF2,1、定义：离子间通过离子键结合而成的晶体。 注意：无单个分子存在；NaCl不表示分子式。 2、性质：熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩 水溶液或者熔融状态下均导电。 3、包括：强碱、部分金属氧化物、大部分盐类。,二、离子晶体,为什么NaCl的熔沸点比CsCl高？,交流与讨论,结论: 对于组成和结构相似的物质，
9、阴、阳离子半径越小，离子键越强，熔沸点较高，晶体越稳定。,离子键的强弱在一定程度上可以用离子晶体的晶格能来衡量。,4、晶格能(符号为U) -衡量离子键的强弱,拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。 指将1mol离子晶体里的阴阳离子由相互远离的气态结合成离子晶体是所放出的能量。 （或者阴阳离子克服晶体中的作用力完全气化而远离所需要吸收的能量),交流与讨论P40,分析影响晶格能的因素 讨论离子晶体的晶格能与其熔点等物理性质的关系,晶格能越大，表明离子晶体中的离子键越稳定。 一般而言，晶格能越高，离子晶体的熔点越高、硬度越大。 晶格能大小还影响着离子晶体在水中的溶解度、溶解热等
10、性质。,练习 1、比较下列离子化合物的熔点 NaF NaCl NaBr NaF MgF2 AlF3 2、比较下列离子化合物的晶格能 (1)Na2O K2O (2) MgCl2 MgO (3) NaF CsBr,NaCl的晶体结构示意图,配位数：,一种离子周围紧邻的带相反电荷的离子数目,NaCl 型离子配为数为 CsCl型离子配为数为,6,8,【讨论】,NaCl和CsCl均为AB型离子晶体，但两者的配位数却不同，你认为造成这一差异的可能原因是什么,？,在NaCl晶体中每个Na+同时吸引着_个Cl-，每个Cl-同时吸引几个_Na+ ，,它们所围成的空间几何构型是 。,正八面体,【问题探究】,与一个
11、Na+相邻最近且距离相等的Na+有 个？,12,【问题探究】,在NaCl晶体的一个晶胞中，Cl-的个数等于 ，Na+的个数等于 。,4,4,【问题探究】,计算氯化钠晶胞中含有的离子个数,氯离子个数：81/8 + 61/2 = 4钠离子个数：1 + 121/4=4,在NaCl晶体中是否存在单个的NaCl分子?,不存在,【问题探究】,拥有4个氯离子，4个钠离子。,Cl：Na+ = 1 : 1,氯化钠晶体的一个晶胞中，,所以氯化钠化学式表示为： Na Cl “Na Cl”只表示组成，不表示单独的分子,（1）每个晶胞中含几个Na+和几个Cl-?,5、两种常见的晶体结构类型,（2）Na+和Cl-的配位数
12、是多少？,氯化钠的晶胞,NaCl晶体中阴、阳离子配位数,交流与讨论,请根据刚才学习氯化钠结构的方法研究氯化铯的空间结构,在CsCl晶体中，每个Cs+同时吸引( )个Cl-,每个Cl- 同时吸引( )个Cs+。,在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有（ ）个。,8,8,6,交流与讨论,氯化铯的晶胞,问题解决P41,找出CsCl、NaCl两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等？,6,6,8,8,科学探究：,氯化钠与氯化铯均为AB型离子晶体，但两者的阴、阳离子周围带相反电荷离子的数目却不同，你认为造成这一差异的可能原因是什么？,离子形成晶体时，阴、阳离子总是尽可
13、能紧密地排列，且一种离子周围所环绕的带相反电荷的离子越多，体系能量越低，所构成的离子晶体就越稳定。,离子晶体中的离子的电荷分布是球形对称的。它们之间的作用力的强弱只取决于它们相互之间的距离。晶体中每种离子能被多少个带相反电荷的离子所包围（离子的配位数），与它们的大小有关，与电荷数多少无关。,从六配位的介稳状态出发, 进行半径比与配位数之间关系的探讨,离子晶体中的离子配位数,阴、阳离子半径比与配位数的关系,拓宽视野,各类型离子晶体晶胞的比较,Na+：,6,Cl-：,6,Cs+：,Cl-：,8,8,Zn2+：,S2-：,4,4,Ca2+：,F-：,4,8,Na+：,Cl-：,Cs+：,Cl-：,Z
14、n2+：,S2-：,Ca2+：,F-：,Na+：,Cl-：,Cs+：,Cl-：,Zn2+：,S2-：,Ca2+：,F-：,6,6,8,8,4,4,4,8,4,4,1,1,4,4,8,4,KBr AgCl、MgO、CaS、BaSe,ZnS、AgI、 BeO,CsCl、CsBr、CsI、TlCl,碱土金属卤化物、碱金属氧化物。,离子晶体的特点:,无单个分子存在。如NaCl 和CsCl不是表示分子式。 一般易溶于水，难溶于非极性溶剂。 熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。 固态时不导电，水溶液或者熔融状态下均导电。,【总结归纳二】 物质的熔点与晶体类型的关系 1、若晶体类型不同，一般情况下：原子晶体
15、离子晶体分子晶体。 2、若晶体类型相同，则有： 离子晶体中，结构相似时，离子半径越小，离子电荷越高，晶格能越大，离子键就越强，熔点就越高。 原子晶体中，结构相似时，原子半径越小，共价键键长越短，键能越大，熔点越高。 分子晶体中（不含氢键时），分子组成和结构相似时，相对分子质量越大，范德华力就越强，熔点就越高。 金属晶体中，离子半径越小，离子电荷越高，金属键就越强，熔点就越高。合金的熔点比它的各成分金属的熔点低。,练习,1、下表列出了有关晶体的知识，其中错误的是 2、用离子的电荷和半径解释下列离子晶体熔点高低的顺序。 （1）MOKC（2）MOSS （3）NFNCNB,B,1,2,3,4,5,6,
16、8,7,8,中学教材上图示的NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO晶体结构与NaCl相同，Ni2与邻近的O2-核间距为a10-8 ，计算NiO晶体密度（已知NiO摩尔质量为74.7gmol-1),解：在该晶体中最小正方体中所含的 Ni2+、O2个数均为:,即晶体中每个小正方体中平均含有1/2个 NiO.其质量为:,而此小正方体体积为(a10-8)3,故NiO晶体密度为：,课 堂 练 习 题,(a10-8)3,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,综合应用,变式 (1)NiO晶体结构与NaCl相同，设NiO的摩尔质量M g/mol,密度为g/mL,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞中两个距离最近的氧离子中心间的距离为多少cm?,解
