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人教版选择性必修2《物质结构与性质》
第1课时 离子晶体
第三章·第三节 金属晶体与离子晶体
雪花、钻石、食盐和铜都是晶体，那晶体之间有没有什么不同呢，雪花、钻石、食盐和铜的微粒构成是一样的吗？
分子间作用力
分子晶体
共价键
水分子
碳原子
共价晶体
雪花
钻石
离子键
离子晶体
钠离子、氯离子
食盐
金属键
金属晶体
铜原子、电子
铜
任务一 离子键
1.离子键
阴、阳离子间的静电作用（静电引力和斥力）
+
势能最小，最稳定，形成离子键
2.离子键的特征
①没有方向性：电荷是球形分布的
②没有饱和性：每个离子可以与几个相反电荷的离子，产生静电作用。
共价键的特征：有方向性和饱和性
任务一 离子键
3.离子键的形成条件
元素的电负性差值：
若 χ＞1.7，发生电子转移，产生阴、阳离子，形成离子键；
若 χ＜1.7，不发生电子转移，形成共价键。
离子键和共价键之间并非是截然区分的，离子键可以看成是极性共价键的极端。
任务二 离子晶体
1.概念
由阴离子和阳离子通过离子键而形成的晶体
2.构成微粒及微粒间作用力
构成微粒
阴阳离子
相互作用
离子键
判断方法
注意：
不存在单个分子，无分子式。化学式表示原子最简整数比。
离子晶体中的作用力是离子键，即影响化学性质稳定性，又影响物理性质熔沸点、硬度的大小。
可能还有共价键、氢键
任务二 离子晶体
3.常见的离子晶体
强碱：如NaOH 、KOH
活泼金属氧化物:如Na2O 、Na2O2
大多数盐：如NaCl 、NH4Cl（AlCl3、BeCl2通常是分子晶体）。
胆矾 CuSO4·5H2O 萤石 CaF2 重晶石 BaSO4 烧碱
NaOH
任务二 离子晶体
4.物理特性
问题：结构相似的离子晶体，为什么熔沸点存在差异？
NaCl MgO
熔点 /℃ 801 2800
沸点 /℃ 1413 3600
离子键的强弱不同
晶格能:
在标准状况下将 1 mol 离子型晶体（如 NaCl）拆散为 1 mol 气态阳离子（Na+）和 1 mol 阴离子（Cl-）所需要的能量，符号为U，单位为 kJ·mol-1。
任务二 离子晶体
4.物理特性
问题：根据表中几种离子晶体的晶格能和熔点数据，归纳影响晶格能大小的因素。
晶体 离子间距／pm 晶格能／（kJ·mol1） 熔点／℃
NaCl 276 787 801
NaBr 290 736 750
NaI 311 686 662
MgO 205 3890 2800
离子半径越小，所带电荷数越多，晶格能越大，熔点越高。
任务二 离子晶体
4.物理特性
①熔沸点：
②硬度：
具有较高的熔、沸点，难挥发。离子晶体中，阴、阳离子间有强烈的相互作用（离子键），要克服离子间的相互作用使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。一般说来，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高。
离子晶体的硬度较大，难于压缩。阴阳离子间有较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎。
大多数离子晶体易溶于水，难溶于有机溶剂。
④溶解性：
③导电性：
离子晶体不导电，但熔融或溶于水后能导电。
⑤延展性：
离子晶体较脆，延展性较差。
问题：NaCl等离子晶体在熔融状态下导电、水溶液导电与金属导电有什么不同
任务一 离子晶体
NaCl溶液能够导电
熔融的NaCl能够导电
离子晶体固态时不能导电，因为阴阳离子不能自由移动，
在熔融或水溶液状态下，产生自由移动的阴阳离子，才能够导电。
金属在外加电场条件下，自由电子定向运动而形成电流。
任务二 典型离子晶体的结构特征
1.NaCl晶体
①晶体堆积方式属于面心立方，Na+位于体心和棱心，Cl-位于面心和顶点。或者反之，交错排列。
②NaCl晶胞中包含有 个Na+ 个Cl-。
4
4
③Na+的配位数 个，Cl- 的配位数 个,它们所围成的空间几何构型是 。
④Na+周围最近的Na+数 个，Cl-周围最近的Cl-数 个。
6
6
12
12
正八面体
Cl－
Na＋
钠离子所处的环境
氯离子所处的环境
任务二 典型离子晶体的结构特征
2.CsCl晶体
①晶体堆积方式属于体心立方，Cs+位于体心，Cl-位于顶点。或者反之，交错排列。
②CsCl晶胞中包含有 个Na+ 个Cl-。
1
1
③Na+的配位数 个，Cl- 的配位数 个,它们所围成的空间几何构型是 。
④Cs+周围最近的Cs+数 个，Cl-周围最近的Cl-数 个。
8
8
6
6
正方体
任务二 典型离子晶体的结构特征
3.CaF2晶体
①Ca2+位于顶点和面心，F-位于立方体内。
②CaF晶胞中包含有 个Ca2+ 个F-。
4
8
③Ca2+的配位数 个，他们所围成的几何构型是 ；F- 的配位数 个，他
们所围成的几何构型是 。
④Ca2+周围最近的Ca2+数 个，F-周围最近的F-数 个。
⑤该晶胞中Ca2＋和F－的最近距离为 。
8
正方体
4
正四面体
12
6
Ca2+
F-
四分之一体对角线
任务二 典型离子晶体的结构特征
晶胞 阴离子配位数 阳离子配位数 晶胞均摊粒子数目
NaCl晶胞 6 6 Na+：1
Cl-：1
CsCl晶胞 8 8 Cs+：1
Cl-：1
CaF2 晶胞 4 8 Ca2+：4
F-：8
知识补充
实际上，大量离子晶体中的阴离子或阳离子不是单原子离子。
化合物 熔点/℃
NH4NO3 169.6
Ca(H2PO4)2 109
CH3COOCs 194
C2H5NH3NO3 12
有些离子组成的物质在常温下甚至以液态形式存在。
离子液体:
熔点低、稳定性强、是优良的绿色溶剂等优点
有的还存在电中性分子( H2O、NH3等)。
离子液体
课堂练习
如图为NaCl和CsCl的晶体结构，下列说法错误的
A. NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体
B. CsCl晶体中每个Cl－周围紧邻8个Cs＋
C. NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比不同
D. NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的半径比不同
C
课堂练习
NaH的晶胞结构如图所示，已知其晶胞边长为a，下列说法错误的是
A. 每个钠离子周围距离相等且最近的氢离子有6个
B. 该晶胞中含有氢离子的数目为4
C. 该晶胞中两个氢离子之间的最短距离为
D. 基态钠离子的电子排布式为1s22s22p6
C

课堂练习
ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，每个Zn2＋周围最近且等距离的Zn2＋有____个；S2－周围最近且等距离的S2－有_____个。Zn2+的配位数为 ，Zn2+的配位数为 。其晶胞边长为540.0 pm，a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为___________pm（列式表示）。
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4
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