【选修三】3-4离子晶体(新人教版精品)

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1、1第四节离子晶体 第 1 课时【知识与技能】1、通过复习钠与氯形成氯化钠的过程,使学生理解离子键的概念、形成过程和特点。2、理解离子晶体的概念、构成及物理性质特征，掌握常见的离子晶体的类型及有关晶胞的计算。【过程与方法】1、 复习离子的特征，氯化钠的形成过程，并在此基础上分析离子键的成键微粒和成键性质，培养学生知识迁移的能力和归纳总结的能力。2、 在学习本节的过程中，可与物理学中静电力的计算相结合，晶体的计算与数学的立体几何、物理学的密度计算相结合。【情感态度与价值观】通过本节的学习，进一步认识晶体，并深入了解晶体的内部特征。板书计划第四节 离子晶体一、离子晶体：由阳离子和阴离子通过离子键结合

2、而成的晶体。1、几何因素：晶体中正负离子的半径比(rr)。2、电荷因素：正负离子的电荷比。3、键性因素：离子键的纯粹程度。4、离子晶体特点：硬度较大、难于压缩、较高的熔点和沸点。二、晶格能1、定义：气态离子形成l摩离子晶体释放的能量，通常取正值。2、规律：晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。【教案设计】 【问题引入】1、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？2、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？ 【板书】 第二单元 离子键 离子晶体3-2-1 离子键的形成一、离子键的形成【学生活动】写出钠在氯气中燃烧的化学方

3、程式；思考：钠原子与氯原子是如何结合成氯化钠的？请你用电子式表示氯化钠的形成过程。【过渡】以阴、阳离子结合成离子化合物的化学键，就是离子键。【板书】1、离子键的定义：使阴、阳离子结合成离子化合物的静电作用2. 离子键的形成过程 【讲解】以 NaCl 为例，讲解离子键的形成过程： 1） 电子转移形成离子：一般达到稀有气体原子的结构分别达到 Ne 和 Ar 的稀有气体原子的结构，形成稳定离子。2）判断依据：元素的电负性差要比较大 【讲解】元素的电负性差要比较大，成键的两元素的电负性差用X 表示，当 X 1.7, 发生电2子转移, 形成离子键;当X 1.7, 实际上是指离子键的成分(百分数)大于50

4、%。【小结】：1、活泼的金属元素（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。【板书】二、用电子式表示离子化合物的形成【练习】1、写出下列微粒的电子式：（1）Na+、Mg2+、Cl-、O2-、（2）NaCl MgO MgCl小结：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3.离子化合物的电子式由阴离子和阳离子电子式组成，相同的离子不能合

5、并【练习】2、用电子式表示 NaCl、K2S 的形成过程小结：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【板书】三、离子键的实质思考：从核外电子排布的理论思考离子键的形成过程 【板书】： 实质是静电作用靠静电吸引， 形成化学键 体系的势能与核间距之间的关系如图所示：横坐标: 核间距 r。 纵坐标: 体系的势能 V。 纵坐标的零点: 当 r 无穷大时, 即两核之间无限远时, 势能为零. 下面来考察 Na+ 和 Cl- 彼此接近时, 势能 V 的变化。r r0, 当 r 减小时, 正负离子靠静电相互

6、吸引, V 减小, 体系稳定. r = r0 时, V 有极小值, 此时体系最稳定. 表明形成了离子键.r B. C. D. 8、已知元素的某种性质“X”和原子半径、金属性、非金属性等一样，也是元素的一种基本性质。下面给出 13 种元素的 X 的数值：5元素AlBBeCClFLiX 的数值1.52.01.52.52.84.01.0元素MgNaOPSSiX 的数值1.20.93.52.12.51.7试结合元素周期律知识完成下列问题：(1)经验规律告诉我们：当形成化学键的两原子相应元素的 X 差值大于 1.7 时，所形成的一般为离子键；当小于 1.7 时，一般为共价键。试推断 AlCl3中的化学键

7、类型是_。(2)根据上表给出的数据，简述主族元素的 X 的数值大小与元素的金属性或非金属性强弱之间的关系_；简述第二周期元素(除惰性气体外)的 X 的数值大小与原子半径之间的关系_。(3)请你预测 Br 与 I 元素的 X 数值的大小关系_。第 2 课时 【复习巩固】 1、什么是离子键？作用力的实质是什么？ 2、什么是晶格能？影响因素有哪些？ 3、晶格能的大小与离子晶体的熔沸点、硬度的关系怎样？ 练习 1.指出下列物质中的化学键类型。KBr CCl4 N2 CaO NaOH 2.下列物质中哪些是离子化合物？哪些是只含离子键的离子化合物？哪些是既含离子键又含共价键 的离子化合物？ KCl HCl

8、 Na2SO4 HNO3 NH4Cl O2 Na2O2 【过渡】大多数离子化合物在常温下以晶体的形式存在。【板书】 3-2-2 离子晶体一、离子晶体1、定义：离子间通过离子键结合而成的晶体【思考】离子晶体能否导电，主要的物理共性有哪些？2、特点：（1） 、晶体不导电，在熔融状态或水溶液中导电,不存在单个分子（2） 、硬度较高，密度较大， 难压缩，难挥发，熔沸点较高【思考】：判断下列每组物质的熔沸点的高低，影响离子晶体的熔沸点高低的因素有哪些？(1)NaF NaCl NaBr NaI(2) MgO Na2O3、离子晶体熔沸点高低的影响因素：离子所带的电荷(Q)和离子半径(r)Q 越大、r 越小，

9、则晶格能(U)越大，离子键越强，熔沸点越高，硬度越大.【思考】：哪些物质属于离子晶体？4 、物质的类别：强碱、部分金属氧化物、绝大部分盐类属于离子晶体。【过渡】离子晶体也有一定的空间结构6【板书】二、离子晶体的空间结构【讲解】：离子晶体有多种晶体结构类型，其中氯化钠型和氯化铯型是两种最常见的离子晶体结构类型。首先看 NaCl 的晶胞:组成具有代表性, 对称性(轴, 面, 中心)也与晶体相同, 所以乙为 NaCl 的晶胞【思考】: 1、每个 Na+同时吸引 个 Cl-，每个 Cl-同时吸引 个 Na+，而 Na+数目与 Cl-数目之 为 化学式为 2、根据氯化钠的结构模型确定晶胞，并分析其构成。

10、每个晶胞中有 Na+，有 个Cl-3、在每个 Na+周围与它最近的且距离相等的 Na+有 个4、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5、已知氯化钠的摩尔质量为 58.5g.mol-1,阿伏加德罗常数取 6.021023mol-1,则食盐晶体中两个距离最近的 Na+的核间距离最接近下面四个数据中的哪一个.( ) A、3.010-8cm B、3.510-8cm C、4.010-8cm D、5.010-8cm组成和对称性均有代表性. 看空心圆点, 除了立方体的顶点的 8 个, 无其它, 称为简单立方晶胞. 配 位数为 8 【思考】： 1、每个 Cs+同时吸引 个 C

11、l-，每个 Cl-同时吸引 个 Cs+，而 Cs+数目与 Cl-数目之 为 化学式为 2、根据氯化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-3、在每个 Cs+周围与它最近的且距离相等的 Cs+有 个组成和对称性均有代表性. 看空心圆点,除了立方体的顶点的 8 个, 面中心 6 个, 也为面心立方. 配位数为 4总之, 立方晶系有 3 种类型晶胞, 面心立方, 简单立方, 体心立方.四方晶系 , 2 种, 正交晶系, 4 种等, 共有 14 种类型的晶胞【过渡】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

12、可能原因是什么？【板书】三.离子晶体的配位数以及与 r+/r- 的关系NaCl 六配体, CsCl 八配体, ZnS 四配体, 均为 AB 型晶体, 为何配位数不同?1) 离子晶体稳定存在的条件离子形成晶体时，阴、阳离子总是尽可能紧密地排列，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。72)离子晶体的配为数：离子晶体中一种离子周围紧邻的带相反电荷的离子数目【设问】：NaCl 型离子配为数为 （六配体）, CsCl 型离子配为数为 （八 配体）【讨论】NaCl 和 CsCl 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

13、为造成这一差异的可能原因是什么？【讲解】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。离子晶体中一种离子周围所环绕的带相反电荷的离子的数目的多少，与阴、阳离子半径比 r+/r - 有关。3）r+/r-与配位数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. 此时, 为介稳状态. 如果 r+ 再大些, 则出现上述 b) 种情况, 即阴离子同号相离, 异号相切的稳定状态. 亦即:当 r+ 继续增加, 达到并超过: 时, 即阳离子离子周围可

14、容纳更多阴离子, 为 8 配位, CsCl 型. 若 r+ 变小, 即:, 则出现 a)种情况, 阴离子相切, 阴离子阳离子相离 的不稳定状态. 配位数减少, 4 配位, ZnS 型.阴、阳离子半径比与配位数的关系r+/r -配位数实例 0.2250.4144ZnS 0.4140.7326NaCl 0.7321.08CsCl 1.012CsF总之, 配位数与 r+/r- 之比相关，且: r+ 再增大, 则达到 12 配位; r- 再减小, 则达到 3 配位. 注意:讨论中将离子视为刚性球体, 这与实际情况有出入. 但仍不失为一组重要的参考数据. 因而, 我们可以用离子间的半径比值去判断配位数.

15、【问题解决】1、已知 Cd2+半径为 97pm，S2-半径为 184pm，按正负离子半径比，CdS 应具有 型 晶格，正、负离子的配位数之比应是 ；但 CdS 却具有立方 ZnS 型晶格，正负离子的配位数 之比是 ，这主要是由 造成的。82、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 3、在 NaCl 晶体中，与每个 Na+距离相等且距离最近的 Cl所围成的空间构型为 （ ）A正四面体 B正六面体 C正八面体 D正十二面体第五节离子晶体 第 1 课时【知识与技能】1、通过复习钠与氯形成氯化钠的过程,使学生理解离子键的概念、形成过程和特点。2、理解离子晶体的概念、构成及物理性质特征，掌握常见的离子晶