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1、离子晶体、分子晶体和原子晶体（一）离子晶体、分子晶体和原子晶体（一）离子晶体、分子晶体和原子 晶体（一）一、学习目标1. 使学生了解离子晶体、分子晶体和原子晶体的晶体结构模型及 其性质的一般特点。2. 使学生理解离子晶体、分子晶体和原子晶体的晶体类型与性质 的关系3. 使学生了解分子间作用力对物质物理性质的影响4. 常识性介绍氢键及其物质物理性质的影响。二、重点难点重点：离子晶体、分子晶体和原子晶体的结构模型；晶体类型与 性质的关系难点：离子晶体、分子晶体和原子晶体的结构模型；氢键三、学习过程（一）引入新课复习提问1. 写出NaCI、CO2、H2O的电子式O2 . NaCI晶体是由Na+和CI
2、通过形成的晶体。课题板书第一节离子晶体、分子晶体和分子晶体(有)一、离子晶体1概念：离子间通过离子键形成的晶体2、空间结构以NaCI、CsCI为例来，以媒体为手段，攻克离子晶体空间结 构这一难点针对性练习例1如图为NaCI晶体结构图，图中直线交点处为NaCI晶体中 Na+与CI-所处的位置(不考虑体积的大小)。(1) 请将其代表Na+的用笔涂黑圆点以完成NaCI晶体结构示 意图。并确定晶体的晶胞，分析其构成。(2) 从晶胞中分Na+周围与它最近时且距离相等的Na+共有多 少个？解析下图中心圆甲涂黑为Na+，与之相隔均要涂黑(1) 分析图为8个小立方体构成，为晶体的晶胞，(2) 计算在该晶胞中含
3、有Na+的数目 在晶胞中心有1个Na+ 外，在棱上共有4个Na+，个晶胞有6个面，与这6个面相接的 其他晶胞还有6个面，共12个面。又因棱上每个Na+又为周围4 个晶胞所共有，所以该晶胞独占的是12x1/4=3个.该晶胞共有的Na+为4个。晶胞中含有的Cl-数：Cl-位于顶点及面心处，每.个平面上有4 个顶点与1个面心，而每个顶点上的氯离于又为8个晶胞(本层4个， 上层4个)所共有。该晶胞独占8 X 1/8 = 1个。一个晶胞有6个面， 每面有一个面心氯离子，又为两个晶胞共有，所以该晶胞中独占的 CI-数为 6x1/2 = 3o不难推出，n(Na+):n(CI-)=4:4:1:1。化学式为 N
4、aCI.以中心Na+为依据，画上或找出三个平面(主个平面互相垂 直)。在每个平面上的Na+都与中心Na+最近且为等距离。每个平面上又都有4个Na+ ,所以与Na+最近相邻且等距的 Na+为 3x4=12 个。答案(1)含8个小立方体的NaCI晶体示意图为一个晶胞(2)在晶胞中Na+与CI-个数比为1:1.(3) 12 个3、离子晶体结构对其性质的影响(1) 离子晶体熔、沸点的咼低取决于离子键的强弱，而离子晶 体的稳定性又取决于什么?在离子晶体中，构成晶体的粒子和构成离 子键的粒子是相同的，即都是阴、阳离子。离子晶体发生三态变化， 破坏的是离子键。也就是离子键强弱即决定了晶体熔、沸点的高低， 又
5、决定了晶体稳定性的强弱。(2) 离子晶体中为何不存在单个的小分子？在离子晶体中，阴、阳离子既可以看作是带电的质点，又要以看 作是带电的球体，其中，阳离子总是尽可能的多吸引阴离子、阴离子 又总是尽可能多的吸引阴离子（只要空间条件允许的话）这种结构向 空间延伸，即晶体多大，分子就有多大，晶体内根本不存在单个的小 分子，整个晶体就是一个大分子。4、离子晶体的判断及晶胞折算（1 ）如何判断一种晶体是离子晶体方法一：由组成晶体的晶格质点种类分：离子化合物一定为离 子晶体。方法二：由晶体的性质来分：根据导电性：固态时不导电而 熔化或溶解时能导电的一般为离子晶体。 根据机械性能：具有较高硬度，且脆的为离子晶
6、体。（2 ）什么是晶胞?如何由晶胞来求算晶体的化学式？构成晶体的结构粒子是按着一定的排列方式所形成的固态群体。在晶体结构中具有代表性的最小重复单位叫晶胞。根据离子晶体的晶胞，求阴、阳离子个数比的方法？ 处于顶点上的离子：同时为8个晶胞共有，每个离子有1/8 属于晶胞。 处于棱上的离子：同时为4个晶胞共有，每个离子有1/4属 于晶胞。 处于面上的离子；同时为2个晶胞共有，每个离子有1/2属 于晶胞。 处于体心的离子：则完全属于该晶胞。学生练习题目：在高温超导领域中，有一种化合物叫钙钛矿，其晶体结构 中有代表性的最小单位结构如图所示试回答：(1) 在该晶体中每个钛离子周围与它最近且相等距离的钛离子
7、 有多少个？在该晶体中氧、钙、钛的粒子个数化是多少？解析由图看出，在每个钛离于的同层左、右与前后、上下各 层中都紧密排列着完全相同的钛离子，共有晶胞边长的6个钛离子。至于同一晶胞中独占三元素粒子个数比，则从每种元素粒子是 晶胞中的位置考虑。Ca2+位于立方体的中央为一个晶胞所独占；钛 离子位于晶胞的顶点上，为相邻两层8个晶胞所共有(左右、前后、 上中下、左右前后4个而上下中相同重复共8个)，而每个晶胞独占 有8 X 1/8 = 1个。氧离子位于棱上，在同一晶胞中，每个氧离子为同 层的4个晶胞所共有，一个晶胞独占12x1/4=3个。故氧、钙、钛 的粒子数之比为3:1:1答案6 3:1:15、总结
8、1 .离子间通过离子键结合而成的晶体叫离子晶体。构成离子晶 体的微粒是阳离子和阴离子。离子晶体中，阳离子和阴离子间存在着 较强的离子键，因此，离子晶体一般硬度较高，密度较大，熔、沸点 较咼。2. 一般地讲，化学式与结构相似的离子晶体，阴、阳离子半径 越小，离子键越强，熔、沸点越高。如：KCI NaCI NaF。离子晶体针对性训练一、选择题1. 下列性质中，可以证明某化合物内一定存在离子键的是（）A.可溶于水B.有较高的熔点C.水溶液能导电D熔融状态能导电2. 下列物质中，含有极性键的离子化合是。A.CaCl2 B.Na202 C.NaOH D.K2S3. Cs是IA族元素，F是VIIA族元素，
9、估计Cs和F形成的化合物可能是A.离子化合物B.化学式为CsF2C.室温为固体D.室温为气体4. 某物质的晶体中含A、B、C三种元素，其排列方式如图所示（其中前后两面心上的B原子未能画出），晶体中A、B、C的中原子个数之比依次为A.1:3:1 B.2:3:1C.2:2:1 D.1:3:35. NaF，Nal，MgO均为离子化合物，根据下列数据，这三种化合物的熔点高低顺序是（）物质 NaF Nal MgO离子电荷数113m2.313.182.10A.B.C.D.6. 在NaCl晶体中与每个Na+距离等同且最近的几个Cl-所围成 的空间几何构型为（）A.正四面体B.正六面体C.正八面体D.正十二面
10、体7. 如图是氯化铯晶体的晶胞（晶体中最小的重复单兀），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 , NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度为B. C. D.二、填空题8. 参考下列熔点数据回答：物质NaFNaCINaBrNaI熔点。C995801755651物质NaCIKCIRbCICsCI熔点。C801776715646钠的卤化物从NaF到Nal及碱金属的氯化物从NaCI到CsCI 的熔点逐渐这与有关。随增大减小，故熔点逐渐。9. 某离子晶体晶胞结构如下图所示，x位于立方体的顶点，Y位于立方体中心。试分析：晶体中每个Y同时吸引着个X，每个x同时吸引着个Y，该晶体
11、的化学式为。(2) 晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有个。(3) 晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角zXYX的度数为。(4) 设该晶体的摩尔质量为M g mol-1 ,晶体密度为pcm-3 , 阿伏加德罗常数为NA则晶体中两个距离最近的X中心间的距离为10. 晶体具有规则的几何外型、晶体中最基本的重复单 位称为晶胞。NaCl晶体结构如图所示。已知FexO 晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值小于1 测知FexO晶体密度为p=5.71 g cm-3，晶胞边长为4.28x10-10 m。(1) FexO中x值(精确至O.01)为(2) 晶体中的Fe分别为Fe2+、Fe3+
12、，在Fe2+和Fe3+的总数中，Fe2+所占分数(用小数表示，精确至0.001) 为。(3) 此晶体的化学式为。与某个Fe2+(或 Fe3+)距离最近且等距离的O2-围成的空间 几何形状。(5) 在晶体中，铁元素间最短距离为cm11. 有一种蓝色晶体，它的结构特征是Fe2+和Fe3+分别占据立 方体互不相邻的顶点，而CN-离子位于立方体的棱上。(1) 根据晶体结构特点，推出其化学式(用最简单整数表示)。(2) 此化学式带何种电荷?用什么样的离子(用Mn+表示)与其结 合成中性的化学式?写出此电中性的化学式。指出(2)中添加离子在晶体结构中的什么位置。答：12.1986年，瑞士两位科学家发现一种
13、性能良好的金属氧化物超 导体，使超导工作取得突破性进展，为此两位科学家获得了 1987年 的NobeI物理学奖。其晶胞结构如图。(1)根据图示晶胞结构，隹算晶体中Y ,Cu ,Ba和O原子个数比，确定其化学式根据所推出的化合物的组成，计算其中Cu原子的平均化合价(该化合物中各元素的化合价为Y+3，Ba+2，Cu+2和Cu+3)试计算化合物中这两种价态Cu原子个数比离子晶体针对性练习答案一、选择题I. D 2.C 3.AC 4.A 5.B 6.C 7.C二、填空题8. 降低阴离子半径由F-到I-逐渐增大离半径阴、阳离子相互 吸引降低9. (1)4 8 XY2(或 Y2X)(2) 12 (3)1092810. (1)0.92 (2)0.826(3)(3) 正八面体(5)3.03x10-10II. (1)FeFe(CN)6-带一个单位负电荷，可用Na+ , K+ , Rb+ (用 M+表示)与 之结合 MFeFe(CN)6(3) M+在每隔一个立方体的体心上。12. (1)YBa2Cu3O7(2)Cu2+:Cu3 +=2:1
