资源简介

3.4
离子晶体
知识回顾
1、什么是离子键？什么是离子化合物？
2、从电负性角度考虑，如何能形成离子键
一、离子晶体
1、定义：
间通过
结合而成的晶体
2、常见的离子晶体：
3、离子晶体中的离子配位数
（C．N．）：离子周围最邻近的
离子的数目
4、几种典型离子晶体的结构
阴离子配位数
阳离子配位数
一个晶胞中含阳离子和阴离子数
晶胞模型及特征
CsCl
Cs＋（Cl－）周围最近且等距离的Cs＋（Cl－）有
个
NaCl
Na＋（Cl－）周围最近且等距离的Na＋（Cl－）有
个每个Na＋与周围最近的6个Cl－形成
体
CaF2
5、决定离子晶体结构的因素
（1）
（2）
（3）
6、化学式：化学式为微粒
，
分子存在
7、
物理性质
硬度较
而
、
挥发、
压缩，具有较
的熔点和沸点
，
固体
导电，熔融和水溶液中
导电，多数
溶于水，
溶于有机溶剂
8、离子键的强弱与熔沸点的关系
阴阳离子的半径越小、电荷数越多，离子键越
,熔沸点越
离子晶体融化时离子键3.4
离子晶体
二、晶格能
1、定义：___________________________________________________
AB型离子晶体的晶格能
NaF
NaCl
NaBr
NaI
MgO
CaO
SrO
BaO
离子电荷
1
1
1
1
2
2
2
2
晶格能kJ/mol
923
786
747
704
3791
3401
3223
3054
熔点℃
993
801
747
661
2852
2614
2430
1918
摩氏硬度
3.2
2.5
＜2.5
＜2.5
6.5
4.5
3.5
3.3
2、影响晶格能大小的因素
⑴
离子的
相同类型的离子晶体，
⑵
离子的
离子电荷数相同的同类型的离子晶体，
3、晶格能对离子晶体性质的影响
晶格能越大，离子晶体的稳定性越
，熔点越
，硬度越
4、岩浆晶出规则
晶格能高的晶体熔点较
，更
在岩浆冷却过程中先结晶
石英总是最
才晶出，原因是
四种晶体性质的比较小结
原子晶体
分子晶体
金属晶体
离子晶体
组成晶体的微粒
微粒间的作用力
硬度
溶沸点
导电性
延展性
溶解性
存在范围
溶沸点高低比较方法
练习：
1．现有如下各种说法，其中正确的是
①在水中H、O原子间均以化学键相结合。
②金属和非金属化合形成离子键。
③离子键是阳离子与阴离子之间的相互吸引
④根据电离方程式HCl===H＋＋Cl－，判断HCl分子里存在离子键。
⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl原子，而后H、Cl原子形成离子键的过程。
A．①②⑤正确
B．都不正确
C．④正确，其他不正确
D．仅①不正确
2．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．具有较高的熔点
C．水溶液能导电
D．熔融状态能导电
3．下列说法正确的是
A．一种金属元素和一种非金属元素一定能形成离子化合物
B．离子键只存在于离子化合物中
C．共价键只存在于共价化合物中
D．离子化合物中必定含有金属元素
4．下列说法正确的是
A．离子晶体中可能含有共价键，但一定含有金属元素
B．分子晶体中一定含有共价键
C．离子晶体中一定不存在非极性键
D．含有离子键的晶体一定是离子晶体
5．下列各对物质中，化学键类型和晶体类型完全相同的是
（
）
A．NaCl和NaOH
B．Br2和H2
C．CCl4和FeCl3
D．CO2和SiO2
6．下列叙述正确的是
（
）
A．任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子
B．离子晶体中可能含有共价键
C．离子晶体中只含有离子键不含有共价键
D．分子晶体中只存在分子作用力，不含有其他化学键
7．下列含有极性键的离子晶体是（
）
①醋酸钠
②氢氧化钾
③过氧化钠
④乙醇
⑤氯化钙
A、①②③⑤
B、①②
C、①④⑤
D、①⑤
8．萤石(CaF2)晶体属于立方晶系，萤石中每个Ca2＋被8个F－所包围，则每个F－周围最近距离的Ca2＋数目为
A．2
B．4
C．6
D．83.3
金属晶体
回顾
1、金属单质的物理性质有哪些异同？
2、能导电的物质有哪些？本质有何不同？
一、金属键
1、定义：
与
之间强烈的相互作用（吸引、排斥）
2、本质——电子气理论
金属原子脱落下来的
形成遍布整块晶体的“
”，
被所有的
所
，从而把所有的金属阳离子维系在一起
自由电子：在金属晶体中可以自由移动，不专属于特定的金属阳离子
3、金属键的强度差别____________。
例如，金属汞常温下为
；金属钠的熔点较
，硬度较
；而_______是熔点最高、硬度最大的金属，这是由于_____________________________的缘故。
一般来说，
因此，同周期，z↑，金属键
；同周期，z↑，金属键
。
合金熔沸点比成分金属的
，硬度比成分金属的
。
4、用电子气理论解释金属的导电性、导热性、延展性
二、金属晶体
1、定义：
和
通过
结合而形成的晶体
2、金属原子在二维平面里有两种方式：
( http: / / www.21cnjy.com )
堆积方式：
配位数：
3、金属晶体在三维空间的堆积模型
（1）
堆积
配位数：
空间利用率：
实例：
（2）
堆积
配位数：
空间利用率：
实例：
（3）
堆积
配位数：
空间利用率：
实例：
（4）
堆积
配位数：
空间利用率：
实例：3.3
金属晶体
金属晶体四种堆积模型对比小结
堆积模型
采纳这种堆积的典型代表
空间利用率
配位数
晶胞
简单立方
体心立方堆积
六方最密堆积
面心立方堆积
三、混合晶体——石墨晶体
石墨晶体：一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑色至深钢灰色。质软具滑腻感，有金属光泽。六方晶系，化学性质不活泼，具有耐腐蚀性。
石墨晶体的
结构
层内：每个碳原子与其他
个碳
( http: / / www.21cnjy.com )原子以
键结合形成
结构，
，每个碳原子都是
杂化，都有一个未杂化的2P电子，可在层内自由运动，形成
键
层间的作用力是
石墨是
晶体
思考：
1、为什么说石墨是混合晶体？石墨分别在哪些性质上体现了分子晶体、原子晶体、金属晶体的性质？
1、石墨为什么质软
2、石墨的熔点为什么高于金刚石
3、石墨为什么能导电3.2
分子晶体与原子晶体
（第2课时）
【观察与思考】分析下表数据，判断金刚石是否属于分子晶体　　
项目/物质
干冰
金刚石
熔点
很低
3550℃
沸点
很低
4827℃
空间构型
（晶胞）
二、原子晶体　　
1．原子晶体：______________________________________________________________________。
2．构成粒子：_____________
3．粒子间的作用力：___________
4．空间构型：__________________________　　
5．原子晶体的物理性质：熔点_________，硬度__________；_____________一般的溶剂；
_____________导电（个别为半导体，如Si、Ge等）　　
注：原子晶体的熔点、硬度主要受
的影响
共价键键长越短，键能越
，
熔沸点越
，硬度越
6．常见原子晶体
①某些非金属单质，如硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和金刚石等
②某些非金属化合物，如碳化硅（SiC俗称金刚沙）、氮化硼（BN）、SiO2
等
7．结构特点：
分子存在，化学式表示晶体中原子个数比，不表示分子组成
8．典型的原子晶体　　
（1）金刚石　　
①
在晶体中每个碳原子与相邻
( http: / / www.21cnjy.com )的
个碳原子相结合，形成_______________结构，这些________向空间发展，构成彼此联结的立体________结构。　　
②
晶体中C—C—C夹角为________，碳原子采取了_____杂化。　　
③
最小环上有____个碳原子，彼此
（“共面”或“不共面”）。　　
④
晶体中C原子个数与C—C键数之比为_______。故1mol金刚石中有______个C—C键。　　
（2）晶体硅　　
以硅原子代替金刚石中的碳原子，便可得到晶体硅的结构。　　
C—C与Si—Si比，C—C键长更
，键能更
，金刚石的熔点更
，硬度更
（3）二氧化硅（SiO2）　　
若在晶体硅结构中的每个Si—Si键中“插入”一个氧原子，便可得到以硅氧四面体为骨架的二氧化硅的结构（如图）。　　
①
在晶体中每个硅原子和____个氧原
( http: / / www.21cnjy.com )子形成____个共价键；每个氧原子与____个硅原子相结合。故SiO2按______的比例构成立体网状结构。　　
②
中心Si原子采取
杂化方式，最小环上有_____个原子。　　
③
1mol
SiO2晶体中含_______个Si—O键。　　
思考：
1、原子晶体中有没有分子？直接由原子构成的晶体一定是原子晶体？　　
2．怎样从原子结构的角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？　　
　　
3．“具有共价键的晶体叫做原子晶体。”这种说法对吗？为什么？　　
4．金刚石是最硬的物质，为什么不可以用锤子敲？
【小结】判断晶体类型的依据　　
（1）看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用。　　
分子晶体：构成晶体的微粒是______________，微粒间的相互作用是_____
____　　
原子晶体：构成晶体的微粒是__
_____，微粒间的相互作用是___________键。　　
（2）依据晶体的熔、沸点判断　　
原子晶体：熔、沸点____
常在1000℃以上；分子晶体熔、沸点___
常在几百度以下甚至温度更低。　　
（3）依据导电性判断　　
分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水能导电，如HCl；
原子晶体多数为非导体，且基本不溶于水，但晶体硅、晶体锗为半导体。　　
（4）依据硬度和机械性能判断
　　
原子晶体硬度_____，分子晶体硬度_____且较脆　　3.1
晶体的常识
一、晶体与非晶体
1、晶体与非晶体
固体可以分为
和
晶体:
通过
过程而形成的具有
的固体
非晶体:
又称
物质
2、晶体与非晶体的区别
（1）本质差异：
微粒在三维空间呈周期性排列
微粒在三维空间不呈周期性排列
（2）性质差异
晶体
非晶体
自范性
各向异性
熔点
晶体的自范性即_____________________________________________________________，
晶体呈自范性的条件之一是_____________________________________________。
晶体的各向异性即_____________________________________________________________
本质上：
（3）区分晶体和非晶体最可靠的方法：
3、得到晶体一般有三条途径:
(1)_________
___
(2)_______________________
__
(3)_______________________
二、晶胞
1、定义：晶胞是描述晶体结构的
。
2、晶胞特征
（1）具有
性
（2）习惯常用晶胞是
（3）晶胞
看成是孤立多面体
（4）晶体中的晶胞都是
“无隙”：相邻晶胞之间______
________
“并置”：晶胞都是_____________，取向____________（相邻晶胞能共顶点相连接）
（5）晶胞
不一定是晶体中最小的重复单元
3、晶胞中原子个数的计算方法——均摊法
平行六面体晶胞
位置
顶点
棱边
面心
体心
贡献
书P64
学与问及习题
例：如下图所示的甲、乙、丙三种晶体：
试写出：(1)甲晶体化学式（X为阳离子）为
。
(2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是
。
(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是
个。3.2
分子晶体与原子晶体
（1）
【回顾】什么是范德华力和氢键？存在于什么微粒间？主要影响物质的
性质？由该微粒能否构成的晶体？
一、
分子晶体
　　
1．定义：________________的晶体称为分子晶体
2．构成微粒________________________________　　
3．粒子间的作用力：
分子内原子间_______________________，相邻分子之间________________________。
4．常见的分子晶体
①所有____________________，如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等。
②部分____________________，如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、碳60(C60)、稀有气体等。
③部分____________________，如CO2、P4O6、P4O10、SO2等。
④几乎所有的_______，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等。
⑤绝大多数____________________，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。
5．分子晶体的物理特性
(1)_____________________________　　
注意：分子晶体融化时一般只破坏
分子晶体熔、沸点高低的判断方法：
(2)_____________________________　　
(3)_____________________________　　
6．特点：晶体内有
存在，,化学式就是
7．按分子晶体的结构特征分类　　
⑴分子密堆积：分子间作用力只是_________，即以一个分子为中心，其周围通常可以有
____
个紧邻的分子。如：
　　
如干冰：
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①
每个CO2分子周围离该分子最近且距离相等的CO2分子有____
个。　　
②
每个晶胞中有_____个CO2分子
，
___
_个原子。
⑵分子的非密堆积：分子间还有其他作用力，如
　　
氢键具有
性，使晶体中的空间利率不高，留有相当大的空隙。如：
如冰：
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①水分子之间的作用力有范德华力，但主要作用力是__________。
②在冰的晶体中每个水分子周围只有______
个紧邻的水分子
③1mol冰中有
氢键　　
　
问题1：冰融化与干冰升华克服的作用力完全相同吗？
问题2：为什么4
℃时水的密度最大？
问题3：为什么固态二氧化碳的密度比液态二氧化碳大，而冰的密度比水小呢？

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