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离子键离子晶体

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第二章离子键和离子晶体

第二章离子键和离子晶体

Cu，NaCl
Sn，SnO2 I2，HgCl2 Bi，Al2O3 Mg，AgI
S，KClO3
CuSO4·5H2O
几种典型的离子晶体结构
1. 氯化钠结构
面心立方晶格 正、负离子配位数为6 正、负离子半径介于0.414 0.732 实例: KI , LiF, NaBr, MgO, CaS
所有碱金属卤化物（除CsCl，CsBr和CsI外），碱土金属氧化物 和硫族化物，卤化物(除AgBr外）均具有氯化钠型的结构
第二章 离子键和离子晶体
晶体中原子的结合从两个方面来认识:
第一，从原子形成晶体时的能量效应来考虑， 多个原子结合成分子以至形成晶体的根本原因在于， 原子结合起来后体系具有更低的能量，体系趋于稳定；
第二，从晶体中原子的空间配置即晶体的几何构型来考虑
离子键：由正负离子之间的静电引力而形成的化学结合力。 一、离子键理论 1、离子键的形成和特征 成键两步骤：形成正负离子和成键。

nB r n1
0
B


Z
Z

e2
r n1 0
n
Z Z e2
1
E
(1 )
r0
n
即表示一对正、负离子处于平衡位置时相互作用的势能
许多对Na+和Cl-离子互相结合成NaCl晶体点阵时的情况：
U NZ Z e2 (1 1 )( 6 12 8 6 24 ......) n r0 2r0 3r0 4r0 5r0
95 181 95 181
点阵能
定义：由1mol气态的Mz+和Xz-离子生成 1molMX晶体时，释放出的总能量，它是离
子键强弱的重要标志，用符号U 表示。

高中化学 专题3 第2单元 离子键 离子晶体教案 苏教版选修3

高中化学 专题3 第2单元 离子键 离子晶体教案 苏教版选修3

第二单元离子键离子晶体[核心素养发展目标] 1.理解离子键的本质，能结合离子键的本质和晶格能解释离子晶体的性质，促进宏观辨识与微观探析学科核心素养的发展。

2.认识常见离子晶体的结构模型，理解离子晶体的结构特点，预测其性质，强化证据推理与模型认知的学科核心素养。

一、离子键的形成1．形成过程2．特征阴、阳离子球形对称，电荷分布也是球形对称，它们在空间各个方向上的静电作用相同，在各个方向上一个离子可同时吸引多个带相反电荷的离子，故离子键无方向性和饱和性。

(1)离子键的实质是“静电作用”。

这种静电作用不仅是静电引力，而是指阴、阳离子之间静电吸引力与电子与电子之间、原子核与原子核之间的排斥力处于平衡时的总效应。

(2)成键条件：成键元素的原子得、失电子的能力差别很大，电负性差值大于1.7。

(3)离子键的存在只存在于离子化合物中：大多数盐、强碱、活泼金属氧化物(过氧化物如Na2O2)、氢化物(如NaH和NH4H)等。

例1具有下列电子排布的原子中最难形成离子键的是( )A．1s22s22p2B．1s22s22p5C．1s22s22p63s2D．1s22s22p63s1答案 A解析形成离子键的元素为活泼金属元素与活泼非金属元素，A为C元素，B为F元素，C为Mg元素，D为Na元素，则只有A项碳元素既难失电子，又难得电子，不易形成离子键。

例2下列关于离子键的说法中错误的是( )A．离子键没有方向性和饱和性B．非金属元素组成的物质也可以含离子键C．形成离子键时离子间的静电作用包括静电吸引和静电排斥D．因为离子键无饱和性，故一种离子周围可以吸引任意多个带异性电荷的离子解析活泼金属和活泼非金属元素原子间易形成离子键，但由非金属元素组成的物质也可含离子键，如铵盐，B项正确；离子键无饱和性，体现在一种离子周围可以尽可能多地吸引带异性电荷的离子，但也不是任意的，因为这个数目还要受两种离子的半径比(即空间条件是否允许)和个数比的影响，D项错误。

离子键和离子晶体

离子键和离子晶体

离子晶体的物理性质：
具有较高的熔、沸点；
硬而脆； 在熔融状态或形成水溶液能导电
2.晶格能
定义：拆开1mol离子晶体使之形成气态的阴 阳离子所吸收的能量.
晶格能 q1 q2 r
影响因素 ：
（1）阴、阳离子所带电荷的越多晶格能越 大。 （2）阴、阳离子的半径越小，晶格能越大。
q1 q2 晶格能 2 r
强碱（如 NaOH、KOH等）
活泼金属氧化物（如 MgO、Na2O等）
一.离子键
5.离子键强弱的判断： 离子电荷和离子半径 离子半径越 小 、离子间距大，离 子带电荷越 多 ，离子键就越 强 。离 子键越强，破坏它所需能量就越 大 。
二：离子晶体
1、定义： 离子间通过离子键结合成的晶体
思 考
离子晶体是由阴、阳离子依靠离子键按 一定规则紧密堆积而成，那么离子晶体 的这种结构决定了它具有怎样的性质？
萤石
CaF2
重晶石
BaSO4
食盐 NaCl
石膏
CaSO4· 2O 2H
氯化钠晶体的堆积方式
NaCl
晶 体 的 微 观 结 构
思考：氯化钠晶体中钠离子和氯离子分别处 于晶胞的什么位置？ 顶点和面心是钠离子 棱上和体心是氯离子
NaCl的晶体结构模型
---Cl-
--- Na+
NaCl晶体中离子的配位数
---Cl返回原处
CsCl晶体中离子的配位数
（1）每个晶胞含铯离子、 氯离子的个数？ 1个，1个
（2）在每个Cl-周围距离相等且最近的Cs+ 共有 8个 ；这几个Cs＋ 在空间构成的几何 构型 。
（2）在氯化铯晶体中，每 个Cs+周围与之最接近且距离 相等的Cl-共有 8个 ；这几个 Cl-在空间构成的几何构型 为 。

无机化学-离子键和离子晶体

无机化学-离子键和离子晶体

稀有元素 符号 [He] [Ne] [Ar] [Kr] [Xe] [Rn]
[Ar] 3d54s2
Mn(Z=25) 第四周期
（1）最外层电子数＝Z－2－8－8＝7 （2）电子填充顺序：4s 3d 4p
当Mn原子失去电子变成Mn2+
[Ar] 3d54s2
[Ar] 3d5
4s全空，3d半满，最稳定
Cd(Z=48)
(一)离子键：离子晶体的特点
离子化合 物的性质
取决于
离子键 的性质
取决于
正、负离 子的性质
c ) 同一元素，不同价态的离子，电荷高的半径小。
如 Ti 4 + < Ti 3 + ； Fe 3 + < Fe 2 + 。
Li+
d ) 负离子半径一般较大（130～250pm）；(60 pm)
Be2+
正离子半径一般较小（10～170pm） 。 Na+
化学键和分子结构 ——离子键、金属键、共价键
(一)化学键与物质结构
化学键 类型
离子键 金属键
共价键
离子晶体(NaCl/KCl/…) 金属晶体(Au/Ag/….)
原子晶体（石墨、金刚石） 有机物（…） 小分子（H2O/CO2/…） 单质（O2/N2/…）
都不 是由 分子 组成
(一)离子键：离子键的特点
能级组（周期）
轨道数
特短周期 【一】 1s
1
短周期 【二】 2s 2p
4
短周期 【三】 3s 3p
4
长周期 【四】 4s 3d 4p
9
长周期 【五】 5s 4d 5p
9
特长周期 【六】 6s 4f 5d 6p 16

离子键和离子晶体

离子键和离子晶体
（2）同一周期中电子层结构相同的阳离子的半 径，随离子的电荷数的增加而减小；而阴离子的半 径随离子的电荷数减小而增大。
（3）1 族、2 族、13~17 族的同族电荷数相同 的离子的半径，随离子的电子层数增加而增大。
8
第二节 离子晶体
一、晶格和晶胞 二、离子晶体的特征 三、离子晶体的类型 四、离子晶体的半径比规则
9
固体可分为晶体和非晶体两大类。 晶体与非晶体的主要区别是： （1）晶体一般具有整齐规则的几何外形，而非晶 体（如玻璃、沥青、石蜡等）没有固定的几何外形。 （2）晶体具有固定的熔点，而非晶体没有固定的 熔点。 （3）晶体具有各向异性，其某些物理性质在不同 方向上是不同的（如石墨在与层垂直方向上的电导率 为与层平行方向上的 1/104 )，而非晶体的物理性质在 不同方向上都相同。
2
第一节 离 子 键
一、离子键的形成
二、离子键的特征 三、离子的特征
3
一、离子键的形成
当电负性较小的活泼金属元素的原子与电负性 较大的活泼非金属元素的原子相互接近时，金属原 子失去最外层电子形成带正电荷的阳离子；而非金 属原子得到电子形成带负电荷的阴离子。阳、阴离 子之间除了静电相互吸引外，还存在电子与电子、 原子核与原子核之间的相互排斥作用。当阳、阴离 子接近到一定距离时，吸引作用和排斥作用达到了 平衡，系统的能量降到最低，阳、阴离子之间就形 成了稳定的化学键。这种阳、阴离子间通过静电作 用所形成的化学键称为离子键。
在离子晶体中，阳、阴离子被限制在晶格格 点上振动，不能移动，因此离子晶体不导电。但 是当离子晶体熔融或溶于水时，产生自由移动的 阳、阴离子，从而可以导电。
14
三、离子晶体的类型
在离子晶体中，由于阳、阴离子在空间的排列方 式不同，因此离子晶体的空间结构也就不相同。对于 AB 型离子晶体，常见的有 CsCl 型、NaCl 型和 ZnS 型三种典型晶体结构类型。

第三章 化学键和晶体结构第一节 离子键和离子晶体

第三章 化学键和晶体结构第一节 离子键和离子晶体
期性而非晶态物质不具有周期性所致
2023/2/19
11
（二）离子晶体及其特征结构
（1）离子晶体(ionic crystals) 靠离子 间引力结合而成的晶体 （2）特点
•晶格结点上交替排列着正、负离子，依静电引力结合 •离子键没有饱和性和方向性，正负离子按一定配位数在空 间排列，不存在单个分子，而是一个巨大的分子，如NaCl只表示 晶体的最简式 •因静电引力较强，离子晶体有较高熔、沸点和硬度。离子 电荷越高，半径越小，静电引力越强，熔、沸点越高，硬度越大 •熔融时或水溶液是电的良导体，但固态不导电
H－ 208
Br7＋
39
Cr6＋
52
Hg2＋ 110
B3＋
20 Co2＋ 74
In3＋ 81
Bi5＋
74
Cr3＋
64
I7＋
50
Ba2＋ 135 Cu＋ 96
I－
216
Be2＋ 31
Cs＋ 169
K＋
133
Li＋ 60
La3＋ 115
Mn7＋ 46
Mn2＋ 80
Mo6＋ 62
Mg2＋ 65
N3－ 171
6
离子 半径 离子 半径 离子 半径 离子 半径 离子 半径 离子 半径 离子 半径
Ag＋ 126 C4－ 260
Fe2＋ 76
Al3＋
50
Ca2＋
99
Fe3＋ 60
As3＋ 47 Cd2＋ 97
F－
136
As3－ 222 Cl7＋ 26
Ge4＋ 53
Au＋ 137 C4＋
15
Ga3＋ 62
Br－ 195 Cl－ 181
5. 了解价层电子互斥理论的基本要点，并能用其解释多原子分子或离子的空 间构型

离子键离子晶体公开课一等奖课件省赛课获奖课件


( C)
A.正四周体
B.正六面体
C.正八面体
D正十二面体
2、Cs是IA族元素，F是VIIA族元素，预计Cs和F形成
的化合物可能是（ AＣ ）
A.离子化合物
B.化学式为CsF2
C.熔融状态能导电
D.固体能导电
3．下列性质中，能够较充足阐明某晶体是离子晶体的
是：( Ｄ )
A、含有较高的熔点 B、固体不导电，水溶液导电
例1、 比较下列离子晶体的晶格能
> (1) Na2O K2O < (2) MgCl2 MgO
例2、 比较下列离子晶体的熔点
⑴NaF > NaCl >NaBr < < ⑵Na2O MgO Al2O3
四、用电子式表达离子化合物的形成
1、电子式：在元素符号周边用小点（或×）来表
示原子最外层电子，这种式子叫电子式。
阴、阳离 阴、阳离
子配位数 子半径比
(r+ /r－)
简朴 立方
CsCl型
立方体
8 ：8
0.732 ~ 1
晶体实例
CsCl NH4Cl 等
面心 NaCl型 八面体 立方 ZnS型 四周体
6 ：6 4 ：4
0.414~ 0.732
0.225~ 0.414
KCl CaO等
ZnS BeO等
1．在NaCl晶体中，与每个Na+距离相似且距 离近来的几个Cl-所围成的空间几何构型为
2852 6.5
影离晶响子晶格晶的格能格 电越能能 荷大越大 越，小 多大离（和，子即离则晶离子离体子半子的键径熔键强越点越弱小越），牢高的晶固，因 格硬素 能度越越大大。
C、与物理性质的关系

离子键离子晶体 完整版课件


即时应用 1. 下列叙述正确的是( ) A．离子键有饱和性和方向性 B．离子化合物只含有离子键 C．有些离子化合物既含有离子键又含有共 价键 D．离子化合物中一定含有金属元素
解析：选C。一种离子对带异种电荷离子的 吸引作用与其所处的方向无关，所以离子键 无方向性，一种离子可以尽可能多地吸引带 异种电荷的离子，所以离子键无饱和性；离 子化合物中一定含有离子键，可能含有共价 键，如NaOH；离子化合物中不一定含有金 属元素，如NH4Cl。
形成稳定的钠离子(Na＋：1s22s22p6)；氯原子 的电子排布式为：1s22s22p63s23p5，易得到一 个电子，达到氩原子的电子排布，形成稳定 的氯离子(Cl－：1s22s22p63s23p6)；然后钠离子 (阳离子)和氯离子(阴离子)间以离子键相结合 形成氯化钠晶体。
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、
新知初探自学导引
自主学习
一、离子键的形成 1. 概念：___阴__、__阳__离__子____间通过 __静__电__作__用____形成的化学键叫做离子键。 2. 形成：在离子化合物中，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
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
要点一 离子Leabharlann 的形成探究导引1 从原子结构的角度说明氯化钠 中离子键的形成过程。 提示：钠原子的电子排布式为： 1s22s22p63s1，易失去最外层的一个电子，达 到氖原子的电子排布，

离子键_离子晶体Z

２、离子化合物中不一定含金属元素，如NH4NO3
３、离子键只存在离子化合物中，离子化合物中 一定有离子键，也可能含有共价键，如NaOH、 Na2O2、ZnSO4。
1. 如果把阴、阳离子看成是球形对称的，阴阳离子的电荷 分布是均匀的，则它们在空间的各个方向上的静电作用是 否相同？ 2. 如果是相同的，在静电作用能达到的范围内，只要空间 范围许可，一个离子是否应当同时尽可能多得吸引带相 反电荷的离子呢？
二、离子晶体
1. 定义：
离子间通过离子键结合而成的晶体
2. 性质：
熔沸点较高，硬度较大，难挥发、 难压缩，水溶液或熔融状态下均导电。
3、晶格能(符号为U) (1)定义： 拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和 阳离子所吸收的能量。
例： NaCl(s)
Na+(g)
+ Cl (g)
U = 786 kJ · mol -1
拓宽视野
阴、阳离子半径比与配位数的关系
r+ /r－
0.225 ~ 0.414 0.414 ~ 0.732
配位数
4 6
实例
ZnS NaCl
0.732 ~ 1.0 > 1.0
8 12
CsCl CsF
练
习
1．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 （ C ） A．正四面体 B．正六面体 C．正八面体 D．正十二面体
结论： 4. 离子键的特征
通常情况下，阴、阳离子可以看成是球形对称 的，其电荷分布也是球形对称的，只要空间条件允 许，则一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离 子。因此离子键没有方向性和饱和性。
常温常压下，离子化合物大多数以晶体 的形式存在。通过学习有关离子键和离 子晶体的知识，你知道构成离子晶体的 微粒是什么吗？离子晶体中微粒间的作 用是什么？

2-3离子键、离子晶体


判断熔点高低 判断熔点高低: 熔点高低 ＜ NaCl＜ KCl
MgO
3,离子晶体的结构: 离子晶体的结构:
NaCl的结构 (1)NaCl的结构
NaCl型离子晶体还有 NaCl型离子晶体还有
KCl,NaBr,LiF,CaO, KCl,NaBr,LiF,CaO, MgO,NiO, MgO,NiO,CaS 等
NaBr NaCl MgO 熔点( 熔点(℃) 747 801 2852
晶格能
拆开 1mol 离子晶体使之形 成气态阴, 成气态阴,阳离子所吸收的能量
:
离子键的强弱可以用晶格能来衡量
离子电荷数 核间距(pm) 晶格能(kJmol-1) 熔点(℃) 摩氏硬度
NaBr 1 298 747 747 <2.5
5,一个氯化铯晶胞占有 一个氯化铯晶胞占有
1
个Cl- ,
1
个Cs+ .
CsCl型离子晶体还有 CsCl型离子晶体 型离子晶体还有
CsBr,CsI,NH4Cl sBr, sI,
等
[本节小结] 本节小结]
1,离子晶体 2,判断离子晶体的熔点高低 3,常见简单离子晶体构型
下列叙述错误的是 1,下列叙述错误的是( AD ) A.带相反电荷的离子间的相互吸引称为离子键 A.带相反电荷的离子间的相互吸引称为离子键 B.金属元素与非金属元素化合时 金属元素与非金属元素化合时, B.金属元素与非金属元素化合时,不一定形成 离子键 C.某元素的原子最外层只有 个电子, 某元素的原子最外层只有1 C.某元素的原子最外层只有1个电子,它跟卤 素结合时所形成的化学键不一定是离子键 D.非金属原子间不可能形成离子键 D.非金属原子间不可能形成离子键 下列物质中,熔点最高的是( 2,下列物质中,熔点最高的是( C ) A.氯化钠B.氯化钾C.氯化锂D.氯化铯 氯化钠B.氯化钾C.氯化锂D. A.氯化钠B.氯化钾C.氯化锂D.氯化铯
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第二单元离子键离子晶体（1）
主备人：彭贞珍审核人：熊爱军
[学习目标]
1．加深对离子键的认识，理解离子键没有方向性、没有饱和性的特点
2．能大致判断离子键的强弱，知道晶格能的概念，了解影响晶格能的因素
3．晶格能对离子晶体硬度和熔沸点的影响，能预测晶体熔点高低顺序
4．能运用电子式表示离子化合物的形成过程
教学过程：
【课前导学】
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？
【质疑讨论】
一、离子键的形成
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
1）电子转移形成离子：一般达到稀有气体原子的结构
2）判断依据：元素的电负性差要比较大
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, 发生电子转移, 形成离子键;当△X < 1.7, 不发生电子转移, 形成共价键.
【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。

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
2、用电子式表示NaCl、K2S的形成过程
三、离子键的实质
实质是
四、离子键的特征
（1）. 离子键无方向性
（2）. 离子键无饱和性
五、 离子键的强度——晶格能
（1）晶格能（符号为U ）:
（2）影响离子键强度的因素——离子的电荷数和离子半径
【思考】由下列离子化合物熔点变化规律 ,分析离子键的强弱与离子半径、离子电荷有什么关系?
1) 离子电荷数的影响：电荷高，晶格能大，离子晶体的熔沸点高、硬度大。

2) 离子半径的影响：半径大, 导致离子间距大, 晶格能小，离子晶体的熔沸点低、硬度小。

【小结】离子电荷数越大，核间距越小，晶格能越大，离子键越牢，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。

【反馈矫正】
1．离子化合物 LiCl 、NaCl 、KCl 、RbCl 和CsCl 熔点由高到底的顺序是
________________________________________________。

2．
A ． ①>②>③
B. ③>①>②
C. ③>②>①
D. ②>①>③ 【巩固迁移】
1．下列各组数值表示有关元素的原子序数，其中所表示的各组原子能以离子键结合成稳定化合物的是（ ）
A ．1与6
B ．2与8
C ．9与11
D ．8与14
2．某主族元素A 的外围电子排布式为n s 1，另一主族元素B 的外围电子排布为n s 2n p 4， 两者形成的离子化合物的化学式可能为
A ．A
B B ．A 2B
C ．AB 2
D ．A 2B 3
3．下列说法不正确的是 （ ）
A ．离子晶体的晶格能越大离子键越强
B ．阳离子的半径越大则可同时吸引的阴离子越多
C ．通常阴、阳离子的半径越小，电荷越大，该阴、阳离子组成的离子化合物的晶格能
越大
D ．拆开1mol 离子键所需的能量叫该离子晶体的晶格能
4．离子化合物①NaCl 、②CaO 、③NaF 、④MgO 中，晶格能从小到大顺序正确的是（ ）
A ．①②③④
B ．①③②④
C ．③①④②
D ．④②①③
5．下列热化学方程中，能直接表示出氯化钠晶体晶格能的是_________。

A ．Na +(g)+Cl －(g)=NaCl(s)；△H
B ．Na(s)+21Cl 2(g)=NaCl(s)；△H 1
C ．Na(s)=Na(g)；△H 2
D ．Na(g)－e －=Na +(g)；△H 3。