2013届高考化学专题3第二单元离子键离子晶体苏教版选修.ppt

第二单元 离子键 离子晶体 课程标准导航 1.加深对离子键的认识，理解离子键没有饱和 性、没有方向性的特点。 2.认识几种典型的离子晶体。 3.能大致判断离子键的强弱，知道晶格能的概 念，了解影响晶格能大小的因素。 4.晶格能对离子晶体硬度和熔沸点的影响，能 预测离子晶体熔点高低顺序。 5.进一步认识物质的结构与性质之间的关 系，强化学生结构决定性质的意识。 6.能运用电子式表达离子化合物的形成过 程。 新知初探自学导引 自主学习 一、离子键键的形成 1. 概念：_间间通过过 _形成的化学键键叫做离子键键。 2. 形成：在离子化合物中，阴、阳离子之间间 的_使阴、阳离子相互吸引， 阴、阳离子 静电电作用 静电电引力 阴离子的核外电电子与阳离子的核外电电子之 间间、阴离子的原子核与阳离子的原子核之间间 的_使阴、阳离子相互排斥。当 阴、阳离子之间间的静电电引力和静电电斥力达到 _时时，阴、阳离子保持一定的平衡 核间间距，形成稳稳定的_，整个体 系达到_状态态。 静电电斥力 平衡 离子键键 能量最低 3. 根据元素的金属性和非金属性差异，金属 性较较强的金属原子与非金属性较较强的非金属 原子间间易形成离子键键。例如，A、A族元 素与A、A族元素易形成离子键键。 4. 离子键键的特点：离子键键没有_性和 _性。 方向 饱饱和 想一想 1.离子晶体一定含离子键，一定不 含共价键吗？ 提示：不一定。离子晶体中可能含有共价 键，如NaOH、Na2O2 等。 二、离子晶体 1.概念：由_和_通过 _结合而成的晶体。 2.物理性质：一般来说，离子晶体具有较高 _和较大的_。这些性质都是因 为离子晶体中存在着离子键，若要破坏这种 作用需要获得能量。 3.晶格能(U) 阴离子阳离子 离子键 熔点硬度 (1)概念：拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴 离子和气态阳离子时所吸收的能量，单位为 _。 (2)意义：晶格能用来衡量离子晶体中阴、阳 离子间静电作用的大小。 (3)影响因素：在离子晶体中，离子半径越 小，离子所带的电荷数_，则晶格 能越大。 kJmol1 越多 晶格能越大，阴、阳离子间的离子键就越牢 固，形成的离子晶体就越稳定，而且熔点越 高，硬度_。 想一想 2.离子晶体是否全由金属元素与非金属元素组 成? 提示：不是，全部由非金属元素形成的晶 体，也可能是离子晶体，如铵盐。 越大 自主体验 1.能以离子键相结合生成A2B型(B为阴离子) 离子化合物的是 ( ) A.原子序数为11和17 B.原子序数为20和9 C.原子序数为13和17 D.原子序数为19和16 解析：选D。A项中生成NaCl离子化合物，B 项中生成CaF2离子化合物，C项中生成AlCl3 共价化合物，D项中生成K2S 离子化合物，故 选D。 2.下列各式是用电子式表示的对应物质形成的 过程，其中正确的是( ) 解析：选B。A项，KBr为离子晶体，电子式 写错。C项，H2O为共价化合物，电子式写 错。D项，CaCl2中两个Cl-应写在Ca2的两 边。 3.下列关于晶格能的说法中正确的是( ) A.晶格能指形成1 mol离子键所放出的能量 B.晶格能指破坏1 mol离子键所吸收的能量 C.晶格能指1 mol离子化合物中的阴、阳离子 由相互远离的气态离子结合成离子晶体时所 放出的能量 D.晶格能的大小与晶体的熔点、硬度都无关 解析：选C。晶格能指1 mol离子化合物中 阴、阳离子由相互远离的气态离子结合成离 子晶体时放出的能量。 4.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 解析：选D。某些共价化合物也是可以溶于水 的，如HCl、H2SO4等，而有些离子化合物是 难溶于水的，如BaCO3、Cu(OH)2等，所以A 项错误；通常共价化合物具有较低的熔点， 而离子化合物具有较高的熔点，但共价化合 物AlCl3的熔点较高，离子化合物 （NH4）2CO3的熔点较低，所以B项错误； 共价化合物HCl溶于水形成能导电的溶液，所 以C项错误；共价化合物不含离子，以分子形 式存在，在熔融状态下也不会电离出离子， 所以不能导电，而离子化合物可以电离出离 子，所以D项正确。 要点突破讲练互动 探究导引1 从原子结结构的角度说说明氯氯化 钠钠中离子键键的形成过过程。 提示：钠钠原子的电电子排布式为为： 1s22s22p63s1，易失去最外层层的一个电电子，达 到氖氖原子的电电子排布， 离子键的形成 形成稳稳定的钠钠离子(Na：1s22s22p6)；氯氯原子 的电电子排布式为为：1s22s22p63s23p5，易得到一 个电电子，达到氩氩原子的电电子排布，形成稳稳定 的氯氯离子(Cl：1s22s22p63s23p6)；然后钠钠离 子(阳离子)和氯氯离子(阴离子)间间以离子键键相结结 合形成氯氯化钠钠晶体。 探究导引2 离子键的形成过程中，只表现为 阴、阳离子间的静电吸引作用吗？ 提示： 不是。离子键的实质是静电作用， 阴、阳离子之间的静电引力使阴、阳离子相 互吸引，阴离子的核外电子与阳离子的核外 电子之间、 阴离子的原子核与阳离子的原子核之间的静 电斥力使阴、阳离子相互排斥，当阴、阳离 子间的静电引力和静电斥力达到平衡时， 阴、阳离子保持一定的平衡核间距，形成稳 定的离子键，整个体系达到能量最低状态。 要点归纳 常见的离子化合物 1. 活泼的金属元素(A、A)和活泼的非金 属元素(A、A)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. 铵根离子和酸根离子(或活泼非金属元素 离子)形成的盐。 即时应用 1. 下列叙述正确的是( ) A离子键键有饱饱和性和方向性 B离子化合物只含有离子键键 C有些离子化合物既含有离子键键又含有共 价键键 D离子化合物中一定含有金属元素 解析：选选C。一种离子对带对带 异种电电荷离子的 吸引作用与其所处处的方向无关，所以离子键键 无方向性，一种离子可以尽可能多地吸引带带 异种电电荷的离子，所以离子键键无饱饱和性；离 子化合物中一定含有离子键键，可能含有共价 键键，如NaOH；离子化合物中不一定含有金 属元素，如NH4Cl。 离子晶体 探究导引1 为为什么不同的阴、阳离子结结合成 晶体时时会形成配位数不同的空间间构型呢？ 提示：因为为在某种结结构下该该离子化合物的晶 体最稳稳定，体系的能量最低。一般决定离子 晶体构型的主要因素有阴、阳离子的半径比 的大小和离子的电电子层层构型等。 探究导引2 “NaCl”表示氯化钠的分子 吗？一个NaCl晶胞中，含有Na、Cl各 多少？每个Na周围有几个Cl？每个Na周 围有几个Na？ 提示：NaCl晶体中不存在单单个的NaCl分 子，每个Na周围围同时时吸引着6个Cl， 每 个Cl周围围也同时时吸引着6个Na。 故Na与Cl个数比为4411。所以， 化学式NaCl是表示该离子晶体中离子的个数 比。只有在蒸气状态时，才有单个的氯化钠 分子。 要点归纳 常见的AB型离子晶体有NaCl 型、CsCl型、ZnS型等多种类型。 晶体 类类型 NaCl型CsCl型ZnS型 晶胞 Cl大球 Na小球 Cl大球 Cs小球 Zn2大球 S2小球 晶体 类类型 NaCl型CsCl型ZnS型 符合 类类型 Li、Na、K和Rb 的卤卤化物，AgF 、MgO等 CsBr、CsI 、NH4Cl等 BeO、 BeS等 配位数6、68、84、4 即时应用 2. 一种离子晶体的晶胞结构如图 所示。其中阳离子A用 表示，阴离子B用 表 示。 (1)每个晶胞中含A的数目为_个，含 B的数目为_个。 (2)若A的核外电子排布与Ar的相同，B的核外 电子排布与Ne的相同，则该离子化合物的化 学式为_。 (3)该离子晶体中阳离子的配位数为_， 阴离子的配位数为_。 答案：(1)4 8 (2)CaF2 (3)8 4 题型探究技法归纳 晶胞的分析 例例1 1 某离子晶体的晶胞结构如图所示。 试求： (1)晶体中每一个Y同时吸引着_个 X，每个X同时吸引着_个Y， 该晶体的化学式是_。 (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与一个Y形成的夹 角(XYX)为_。 【思路点拨拨】 离子晶体的化学式可由晶胞 中粒子中的连连接情况分析可得。 【解析】 (1)观观察图图形，Y位于晶胞立方体 内，与Y成键键的X全部在图图中显显示，每个Y吸 引4个X。X位于晶胞立方体的8个顶顶点和6个 面心，假如以顶顶点X计计算它吸引的Y数，很清 楚看到，每个顶顶点X在本晶胞内只与1个Y吸 引，因为顶为顶 点X是8个晶胞的共同顶顶点，每个 晶胞应应与本晶胞相同，有1个Y与这这个顶顶点X 相吸引，所以每个X同时时吸引的Y是8个。 X、Y的配位数之比为为84，所以化学式应为应为 XY2或Y2X。 (2)跟1个X紧邻紧邻 的其它X数目有12个。观观察时时 可以一个顶顶点X为为准，它同时处时处 于互为为垂直 关系的三个平面上，每个平面上有4个X与它 紧邻紧邻 ，故共有12个。 (3)图图中可看出来，每个Y向四周伸出4个化学 键键，其形与CH4的四个键键是相同的， 键键的夹夹角为为109.5。如果要证证明得更详细详细 些，我们们可以通过过晶胞中心，把晶胞再“ 切”上互相垂直的“三刀”，使晶胞成为为8个 小立方体。这时这时 8个Y正位于8个小立方体的 中心，而X位于小立方体互为对为对 角关系的4个 顶顶点上。这这4个X构成一个正四面体，Y恰好 在正四面体的体心，角XYX为为109.5。 【答案】 (1)4 8 XY2(或Y2X) (2)12 (3)109.5 【规规律方法】 原子X的周围围有a个