高中化学第三章第四节离子晶体教案新人教版选修3
- 格式:doc
- 大小:562.00 KB
- 文档页数:13
教学过程一、课堂导入通过初中和必修课程的学习我们知道,碳和硅虽然都是ⅣA族元素,但他们的氧化物二氧化硅和二氧化碳的性质却差别较大。
例如,常温下,二氧化碳是气体,二氧化硅却是熔点高、硬度大的晶体,这是为什么呢?这与它们的结构有什么关系?二、复习预习1.什么叫原子晶体?2. 在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个?3. 在金刚石晶体中每个碳原子连接有几个共价键?4.在金刚石晶体中碳原子个数与C-C共价键个数之比是多少?三、知识讲解考点1:原子晶体1.概念相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体称为原子晶体。
2.特点原子晶体的熔点很高,硬度很大。
对结构相似的原子晶体来说,原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的熔点就越高。
3.堆积形式由于共价键具有方向性和饱和性,原子晶体中每个原子周围排列的原子的数目是有限的,故原子的排列不服从紧密堆积方式。
考点2:几种原子晶体的结构1.金刚石的结构金刚石的晶体结构在晶体中,碳原子以sp3杂化轨道与周围4个碳原子以共价键相结合,C—C键间的夹角为109.5°。
因为中心原子周围排列的原子的数目是有限的,所以这种比较松散的排列与金属晶体和离子晶体中的紧密堆积排列有很大的不同。
2.SiO2晶体的结构二氧化硅的晶体结构水晶是由Si和O构成的空间立体网状的二氧化硅晶体,一个硅原子与4个氧原子形成4个共价键,每个氧原子与2个硅原子形成2个共价键,从而形成以硅氧四面体为骨架的结构,且只存在Si—O键。
二氧化硅晶体中硅原子和氧原子个数比为1∶2,不存在单个分子,可以把整个晶体看成巨型分子。
3.SiC晶体的结构SiC晶体的结构类似于金刚石晶体结构,其中C原子和Si原子的位置是交替的,所以在整个晶体中Si原子与C原子个数比为1∶1。
四、例题精析【例题1】1.关于金刚石的下列说法中,错误的是()A.晶体中不存在独立的分子B.碳原子间以共价键相结合C.是硬度最大的物质之一D.化学性质稳定,即使在高温下也不会与氧气发生反应【答案】D【解析】金刚石在高温下与O2反应生成CO2。
1.了解离子晶体的结构特点。
2.能根据离子晶体的结构特点解释其物理性质。
3.了解晶格能的定义及应用。
细读教材记主干1.什么是离子键?其成键微粒有哪些?提示:带相反电荷离子之间的相互作用叫作离子键,其成键微粒是阴、阳离子。
2.由离子键构成的化合物叫离子化合物;离子化合物一定含离子键,可能含共价键,含离子键的化合物一定是离子化合物。
3.离子晶体是由阴、阳离子通过离子键结合而成的晶体。
决定离子晶体结构的重要因素有:几何因素(正负离子的半径比),电荷因素(正负离子的电荷比),键性因素(离子键的纯粹程度)。
4.离子晶体硬度较大,难以压缩,具有较高的熔点和沸点,固体不导电,溶于水或在熔融状态下可以导电。
[新知探究]1.概念由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。
(1)构成粒子:阳离子和阴离子。
(2)作用力:离子键。
2.决定晶体结构的因素3.熔、沸点熔、沸点较高,难挥发硬度硬度较大,难以压缩溶解性一般在水中易溶,在非极性溶剂中难溶1.离子晶体中的“不一定”(1)离子晶体中不一定都含有金属元素,如NH4NO3晶体。
(2)离子晶体的熔点不一定低于原子晶体,如MgO的熔点(2 800 ℃)高于SiO2的熔点(1 600 ℃)。
(3)离子晶体中除含离子键外不一定不含其他化学键,如CH3COONH4中除含离子键外,还含有共价键、配位键。
(4)由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体,如AlCl3是分子晶体。
(5)含有阳离子的晶体不一定是离子晶体,也可能是金属晶体。
(6)离子晶体中不一定不含分子,如CuSO4·5H2O晶体。
[对点演练]1.(2016·邢台高二检测)CaC 2晶体的晶胞结构与NaCl 晶体的相似(如图所示),但CaC 2晶体中由于哑铃形C 2-2的存在,使晶胞沿一个方向拉长。
下列关于CaC 2晶体的说法中正确的是( )A .1个Ca 2+周围距离最近且等距离的C 2-2数目为6 B .该晶体中的阴离子与F 2是等电子体C .6.4 g CaC 2晶体中含阴离子0.1 molD .与每个Ca 2+距离相等且最近的Ca 2+共有12个解析:选C 依据晶胞示意图可以看出,晶胞的一个平面的长与宽不相等,再由图中体心可知1个Ca 2+周围距离最近的C 2-2有4个,而不是6个,故A 错误;C 2-2含电子数为2×6+2=14,F 2的电子数为18,二者电子数不同,不是等电子体,故B 错误;6.4 g CaC 2为0.1mol ,CaC 2晶体中含阴离子为C 2-2,则含阴离子0.1 mol ,故C 正确;晶胞的一个平面的长与宽不相等,与每个Ca 2+距离相等且最近的Ca 2+应为4个,故D 错误。
7、离子晶体特点:(1) 较高的熔点和沸点,难挥发、难于压缩。
(2) 硬而脆(3) 不导电,但熔化后或溶于水后能导电。
(4) 大多数离子晶体易溶于极性溶剂中,难溶于非极性溶剂中。
教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动[复习]分子晶体、原子晶体、金属晶体的有关理论。
[过渡]在晶体中,若微粒为离子,通过离子键形成的晶体为离子晶体,今天我们来研究离子晶体。
[板书]第四节离子晶体一、离子晶体1、定义:由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。
[讲]在离子晶体中,阴阳离子间只存在离子键。
不存在分子,而化学式表示为晶体中阴阳离子个数的最简化。
阴阳离子采用不等径密堆积。
[板书]2、构成微粒:阴阳离子3、微粒间的作用:阴阳离子间以离子键结合,离子内可能有共价键[讲]离子晶体不一定含有金属阳离子,如NH4Cl为离子晶体,不含有金属阳离子,但一定含有阴离子。
[讲]离子晶体种类繁多,结构多样,图3—27给出了两种典型的离子晶体的晶胞。
我们来研究晶体中的配位数(在离子晶体中离子的配位数(缩写为C N)是指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目)。
[投影]NaCl和CsCl的晶胞:[科学探究]1、CsCl、NaCl的阳离子和阴离子的比例都是l:l,同属AE型离子晶体。
参考图3—27、图3-28,数一数这两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数,它们是否相等?并填表。
离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数NaCl 6 6CsCl 8 82、你认为什么因素决定了离子晶体中离子的配位数?利用相关数据计算,并填表:ZnS NaCl CsClr+/r-=0.2-0.4 r+/r-=0.52 r+/r-=0.93C.N=4 C.N=6 C.N=8[投影]探究练习参考资料:离子Na+Cs+Cl-离子半径/pm95 169 18l[讲] 显而易见,NaCl和CsCl是两种不同类型的晶体结构。
晶体中正负离子的半径比(r+/r-)是决定离子晶体结构的重要因素,简称几何因素。
教案课题:第四节离子晶体(2)授课班级课时教学目的常识与技术了解离子晶体的晶格能与性质的联系。
进程与办法情感情绪价值观重点离子晶体的晶格能与性质的联系。
难点离子晶体的晶格能与性质的联系。
知识结构与板书二、晶格能1、界说:晶格设计能是指1mol 的离子化合物中的阴阳离子,由彼此远离的气态,结组成离子晶体时所开释出的能量或拆开1mol 离子晶体使之构成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。
单位是kJ/m ol2、影响要素:离子的电荷和阴阳离子的巨细。
3、规矩:晶格能越大,构成的离子晶体越安稳,并且熔点越高,硬度越大。
教育进程教育过程、内容教育办法、手法、师生活动[讲]最能反映离子晶体安稳性的数据是它们的晶格能。
离子晶体的品质能的界说是气态离子构成l摩离子晶体开释的能量,一般取正值,表3—8给出了某些离子晶体的晶格能数据。
[板书]二、晶格能1、界说:晶格能是指1mol的离子化合物中的阴阳离子,由彼此远离的气态,结组成离子晶体时所开释出的能量或拆开1mol离子晶体使之构成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。
单位是kJ/mol[投影]F— C1一 Br— I—Li+ Na+ K+ Cs+ Rb+ 103692382178574085378671568965980774768266063l757704649630604[板书] 2、影响要素:离子的电荷和阴阳离子的巨细。
[讲]晶格能与离子电荷的乘积成正比,与阴阳离子的巨细成反比。
[调查]剖析晶格能巨细与晶体安稳性联系。
[讲]晶格能的数据能够用来阐明许多典型的离子晶体的物理化学性质的改变规矩。
[板书]3、规矩:晶格能越大,构成的离子晶体越安稳,并且熔点越高,硬度越大。
[自学]科学视界—岩浆晶出规矩与晶格能[问题]1、什么是岩浆晶出?2、岩浆晶出次序与晶格能的联系?[投影]岩浆:[小结]晶格能越大,越早分出晶体。
越早到达饱满,越易分出。
教育回忆:。
高中化学离子晶体教案设计作为高中化学的一部分,离子晶体是一个重要的内容。
离子晶体是由离子组成的有序排列的结晶固体,由于其独特的物理和化学性质,有着广泛的应用。
本文将围绕离子晶体的基本概念、晶体结构、特性、制备以及应用等方面,结合教学内容,设计一份完整的化学教案,旨在帮助学生更好的掌握化学中离子晶体的相关知识。
一、教学目标1、了解离子晶体的基本概念,包括离子晶体是如何形成的,它们的化学组成,因离子晶体结构而产生的特殊性质等。
2、了解离子晶体的种类和晶体结构,包括简单离子晶体和复合离子晶体等。
3、了解晶体结构的模型,包括离子晶体的离子键模型、离子晶体的离子键/电子共价键模型等。
4、学习离子晶体的制备方法,包括凝胶法、熔融法、水热法等。
5、了解离子晶体的消光性质,了解偏振镜的基本原理,理解所观察到的消光现象。
6、学习离子晶体的应用,包括在生产生活中的应用和其它方面的应用。
二、教学方法1、讲授教学法通过教学的方式,讲解离子晶体的相关概念、结构、特性、制备以及应用等方面的内容,引导学生对离子晶体的认知。
2、实验教学法通过实验尝试,让学生对离子晶体的制备、消光、性质等方面的知识有更深入的了解,同时培养学生的实验操作能力和实验观察能力。
3、讨论教学法以小组讨论的方式,引导学生自觉思考问题,互相交流讨论,提高学生的能力和兴趣。
三、教学过程1、对离子晶体基本概念的讲解分别从离子晶体的形成、化学组成、特殊性质等方面进行讲解,引导学生了解离子晶体的形成及其特点。
了解离子晶体的化学组成,了解离子晶体的性质。
2、离子晶体的种类和晶体结构分别介绍了简单离子晶体和复合离子晶体的种类,从晶体结构的角度讲解了离子晶体的结构模型,包括离子键模型、离子键/电子共价键模型等方面的内容。
3、离子晶体的制备按照不同的制备方法,分别讲解凝胶法、熔融法、水热法等制备离子晶体的方法和步骤,并结合实验进行讲解。
4、离子晶体的消光特性通过实验,让学生亲身体验离子晶体的消光性质并了解偏振镜的基本原理,让学生观察到消光现象。
第4节离子晶体第一课时离子晶体学习目标:1.能通过电子的得失来说明离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征来解释其物理性质。
2.了解NaCl晶体、CsCl 晶体、CaF2晶体的结构,掌握阴、阳离子的配位数。
3.了解影响晶体中离子配位数的因素——几何因素和电荷因素。
[知识回顾]1.什么是离子键?什么是离子化合物?答:阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键叫做离子键。
含有离子键的化合物称为离子化合物。
2.下列物质中属于离子化合物的是①②④⑤⑥⑦,只含离子键的离子化合物是①⑤⑥⑦。
①Na2O②NH4Cl③O2④Na2SO4⑤NaCl⑥CsCl⑦CaF23.我们已经学习过几种晶体?它们的结构微粒和微粒间的相互作用分别是什么?答:晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体结构微粒分子原子金属阳离子和自由电子微粒间的相分子间作用力共价键金属键互作用力1.离子键(1)离子键的实质:是静电作用,它包括阴、阳离子之间的引力和两种离子的原子核之间以及它们的电子之间的斥力两个方面,当引力与斥力之间达到平衡时,就形成了稳定的离子化合物,它不显电性。
(2)离子键的特征:没有方向性和饱和性。
因此,以离子键结合的化合物倾向于形成紧密堆积,使每个离子周围尽可能多地排列异性电荷的离子,从而达到稳定的目的。
2.离子晶体(1)离子晶体:阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体称为离子晶体。
(2)常见离子晶体的配位数:在NaCl晶体中阳离子和阴离子的配位数都是6;在CsCl晶体中,阳离子和阴离子的配位数都是8;在CaF2晶体中,Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4。
(3)离子晶体中阴阳离子配位数的决定因素:几何因素、电荷因素和键性因素。
(4)离子晶体的物理性质:硬度大,难压缩,熔、沸点高。
知识点一离子键与离子晶体1.离子键(1)成键元素:活泼金属元素(如K、Na、Ca、Ba等,主要是第ⅠA族和第ⅡA族元素)和活泼非金属元素(如F、Cl、Br、O等,主要是第ⅥA族和第ⅦA族元素)相互结合时多形成离子键。
第三章离子晶体【学习目标】知识与技能:1、理解离子晶体的结构模型及其性质的一般特点。
2、了解离子晶体中离子晶体配位数及其影响因素。
3、了解决定离子晶体结构的重要因素。
过程与方法:通过学习离子晶体的结构与性质,培养运用知识解决实际问题的能力,培养学生的空间想像能力情感态度价值观:通过学习离子晶体的结构与性质,激发学生探究热情与精神。
进一步认识“结构决定物质性质”的客观规律【学习重点】离子晶体结构模型及性质的一般特点;离子晶体配位数及影响因素;【学习难点】离子晶体配位数及其影响因素;【知识回顾】学生活动:自己思考,抢答。
教学活动1 一、创设情景,导入新课【探究一】基础知识1、定义:。
2、成键粒子:3、相互作用力:4、常见的离子晶体:强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐。
积极参与,主动回答划线问题教学活动2 二、问题启发,合作学习【探究二】晶胞类型1、氯化钠型晶胞【小组合作1】用橡皮泥和牙签制作氯化钠晶胞,并回答以下问题(1)钠离子和氯离子的位置:(2)每个晶胞含钠离子、氯离子的个数(3)与Na+等距离且最近的Na+ 、Cl- 各有几个?(4)Na+ 、Cl- 配位数是多少?【归纳总结】学生小组活动积极讨论思考交流聆听学生拿自己的模型展示,回答并解释上述问题,整理氯化钠型晶胞教学活动3 三、追踪示例2、氯化铯型晶胞【小组合作2】用橡皮泥和牙签制作氯化铯晶胞,并回答以下问题(1)铯离子和氯离子的位置:(2)每个晶胞含铯离子、氯离子的个数(3)与铯离子等距离且最近的铯离子、Cl-各有几个?(4)Cs+ 、Cl- 配位数是多少?一根牙签是该晶胞的边长a,那铯离子、Cl-距离应是多少?学生拿自己的模型展示,回答并解释上述问题,整理氯化铯型晶胞。
总结:建立晶胞分析的思路。
师生归纳学情分析高二的学生多数具有多方面自主学习的能力,对知识能够进行一般的观察分析推理归纳,具备一定的空间想象和抽象思维能力。
虽然晶体的知识较抽象理论性比较强,但学生有金属原子分子晶体结构的知识作基础,而且对物质结构知识的学习已有自己的方法和一定的适教学活动4四、深入合作、知识拓展 3、ZnS 型晶胞 【小组合作4】(1)Zn 2+和S 2-的位置: (2)每个晶胞含Zn 2+、S 2-的个数 (3)与铯离子等距离且最近的Zn 2+ 、S 2-各有几个?(4)Zn 2+ 、S 2-配位数是多少?①Zn 2+的配位数: ②S 2-的配位数:讨论并解释学生回答并解释上述问题,整理ZnS 型晶胞教学活动5五、发现问题,探究原因【探究三】决定离子晶体结构的因素你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数?根据表3—5、表3—6分析影响离子晶体中离子配位数的因素。
《选修三第三章第四节离子晶体》导案(第1课时)【课标要求】知识与技能要求:1解离子晶体的结构模型及其性质的一般特点。
2了解离子晶体中离子晶体配位及其影响因素。
3了解决定离子晶体结构的重要因素【复习巩固】1、什么是离子键?什么是离子合物?2、下列物质中哪些是离子合物?哪些是只含离子键的离子合物?N 2O NH4O2N2SO4N F23、我们已经习过几种晶体?它们的结构微粒和微粒间的相互作用分别是什么?【阅读思考】教材P78 第一自然段及图3-27 ,明确离子晶体概念及常见晶胞1、离子晶体定义:由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体注:(1)结构微粒:___________(2)相互作用:___________________(3)种类繁多:_____________________________________(4)论上,结构粒子可向空间无限扩展【思考】:下列物质的晶体,哪些属离子晶体?离子晶体与离子合物之间的关系是什么?干冰、NOH、H2SO4、2SO4、NH4、【思考】: 1含有阳离子的晶体中一定有阴离子? 2 离子晶体必含离子键?3离子晶体只含离子键? 4 共价合物中也可含离子键?【探究】教材P78-791.离子晶体中离子的配位(缩写为N)是指一个离子周围最邻近的异电性离子的目。
、N的阳离子和阴离子的比例都是1∶1,同属AB型离子晶体。
参考课本图3-27、图3-28,一这两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位,它们是否相等?N和晶体中的阴、阳离子的配位2算,把计算结果填入下表,可能有助于你推测为什么N、晶体中离子的配位不同。
几种离子的离子半径N【自主探究】F2【视野】生自P79-80【典例解悟】1:下列性质中,可以证明某合物形成的晶体一定是离子晶体的是( )A可溶于水 B具有较高的熔点水溶液能导电 D熔融状态能导电2:离子晶体熔点的高低决定于晶体中阳离子与阴离子之间的静电引力,静电引力大则熔点高,引力小则反之。
第四节离子晶体[学习目标][知识梳理]1.构成离子晶体的粒子是,粒子之间的相互作用是,这些粒子在晶体中(能或不能)自由移动,所以离子晶体(能或不能)导电.2. 离子晶体中的配位数是指___________________________________________________.3.___________________________________是决定离子晶体结构的重要因素.此外, 离子晶体的结构还取决于____________________________.4. 离子晶体的晶格能的定义是________________________________________________.离子晶体的晶格能是最能反映_____________________的数据.5. 晶格能越大,形成的离子晶体_________________________,而且熔点_______________,硬度______________.典型的离子晶体,晶格能的大小与离子所带的电荷和离子半径的关系一般是:离子电荷高,晶格能,离子半径大,晶格能。
[方法导引]1.离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体的比较2.物质熔沸点的比较⑴不同类晶体:一般情况下,原子晶体>离子晶体>分子晶体⑵同种类型晶体:构成晶体质点间的作用大,则熔沸点高,反之则小。
四种晶体熔、沸点对比规律①离子晶体:结构相似且化学式中各离子个数比相同的离子晶体中,离子半径小(或阴、阳离子半径之和越小的),键能越强的熔、沸点就越高。
如NaCl、NaBr、Nal;NaCl、KCl、RbCl等的熔、沸点依次降低。
离子所带电荷大的熔点较高。
如:MgO熔点高于NaCl②分子晶体:在组成结构均相似的分子晶体中,式量大的分子间作用力就大熔点也高。
如:F2、Cl2、Br2、I2和HCl、HBr、HI等均随式量增大。
熔、沸点升高。
但结构相似的分子晶体,有氢键存在熔、沸点较高。
高中化学第三章晶体结构与性质3.2 分子晶体与原子晶体学案新人教版选修3编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中化学第三章晶体结构与性质3.2 分子晶体与原子晶体学案新人教版选修3)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为高中化学第三章晶体结构与性质3.2 分子晶体与原子晶体学案新人教版选修3的全部内容。
第2课时原子晶体一、学习目标1.掌握相邻原子间通过共价键结合而成空间网状结构的晶体属于原子晶体。
2.以金刚石为例,了解原子晶体的物理性质(熔、沸点,导电性和溶解性)二、学习过程(一)基本知识点(学生自学完成)1。
原子晶体:相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。
2。
构成粒子:______________;。
3.粒子间的作用______________,4。
原子晶体的物理性质(1)熔、沸点__________,硬度___________(2) ______________一般的溶剂。
(3)______________导电.5.常见的原子晶体有____________________________等。
6.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。
对分子晶体,构成晶体的微粒是______________,微粒间的相互作用是___________;对于原子晶体,构成晶体的微粒是_______,微粒间的相互作用是___________键。
(二)重点点拨1。
晶体晶体是指具有规则几何外形的固体。
其结构特征是其内的原子或分子在主维空间的排布具有特定的周期性,即隔一定距离重复出现。
重复的单位可以是单个原子或分子,也可以是多个分子或原子团。
选修3第三章第四节《离子晶体》教学设计
一、教学内容分析:
学生具备了离子键、离子半径、离子化合物等基础知识,本节直接给出氯化钠、氯化铯晶胞,然后在科学探究的基础上介绍影响离子晶体结构的因素,通过制作典型的离子晶体模型来进一步理解离子晶体结构特点,为学习晶格能作好知识的铺垫。
二、教学目标
【知识与技能】
1、理解离子晶体的结构模型及其性质的一般特点。
2、了解离子晶体中离子晶体配位数及其影响因素。
3、了解决定离子晶体结构的重要因素。
【过程与方法】
通过学习离子晶体的结构与性质,培养运用知识解决实际问题的能力,培养学生的空间想像能力
【情感态度与价值观】
通过学习离子晶体的结构与性质,激发学生探究热情与精神。
进一步认识“结构决定物质性质”的客观规律
三、教学重、难点
1、重点:
离子晶体的结构模型及其性质的一般特点;
离子晶体配位数及其影响因素;
2、难点:
离子晶体配位数及其影响因素;
四、教学模式、程序:
分析、归纳、讨论、探究
五、课时、教具课时:
课时:1课时
教具:晶体模型、多媒体等
六、课前准备:
制作晶体模型、收集和整理数据等
七、教学过程。
NaCl 晶胞:(1) 1个NaCl 晶胞中,有 ________ 个NaS 有 ________ 个C 「。
(2) 在N“C1晶体中,Nf 的配位数为 ______ , C1 一的配位数为 ______ 。
说明:离子晶体中与某离子距离最近的异性离子的数目叫该离子的配位数。
(配位数缩写为C. N.)(3) 在NaCl 品体屮,每个NQ 周围与它最接近且距离相等的Nf 共有 _______ 个。
同理:每个C 「周围与它最接近且距离相等的ci —共有 ________个。
CsCl 晶胞:(1) 1个CsCl 品胞屮,有 _____ 个CsS 有 _____ 个C 「。
(2) 在CsCl 晶体中,Cs+的配位数为 ______ , C1-的配位数为 _______ o (3) 在CsCl 晶体中,每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有 _______ 个, 形成 ________________ 形。
同理:在CsCl 晶体中,每个C 厂周围与它最接近且距离相等的C1■共有 _____个。
【投影】CaF2晶胞 CaF2晶胞:(1) 1个cm 的晶胞中,有 ____________ 个c 『+, 有 __________ 个厂。
(2) CK 的晶体中,Cf 和厂的配位数不同,C 产配位数是 _________ ,厂的配位数是 ______ 。
思考:为什么NaCl 、CsCl 化学式相似,空间结构不同?【板书】3、影响离子晶体配位数的因素。
提出 问题 引导 学生观察 氯化 钠、 氯化 艳、 氟化 钙的 晶胞 结构 ,最 后归 纳得 出结 论。
(1)儿何因素・晶体屮正、负离子的半径比半径比(r+/r)0. 2 〜0.40. 4〜0.70. 7〜1.0〉1.0配位数46812代表物ZnS NaCl CsCl CsF结论:AB型离子晶体中,正、负离子的半径比越大,离子的配位数越大。
(2)电荷因素——品体中正、负离子的电荷比(3)键性因素 ----- 离子键的纯粹程度【巩固练习】1>已知KC1的晶体结构与NaCl的相似,则KC1晶体中K’的C.N.是________ , CT的C.N.是_____ o2、现有甲、乙、丙(如下图》三种晶体的晶胞:(甲中x处于晶胞的中心,乙中a 处于晶胞的中心),可推知:甲晶体中x与y的个数比是_____________ ,乙中a与b的个数比是 ______ ,丙晶胞中有________ 个c离子,有 ____________ 个d离子。
高中化学第三章第四节离子晶体教案新人教版选修3第四节离子晶体[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析:能辨识常见的晶体,能从微观角度理解晶格能对离子晶体性质的影响,能从宏观角度解释离子晶体性质的差异。
2.证据推理与模型认知:通过对常见离子晶体模型的认识,理解离子晶体的结构特点,预测其性质。
一、离子晶体1.概念由阴离子和阳离子通过离子键结合而成的晶体。
2.离子晶体中离子的配位数(1)配位数:一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。
(2)影响配位数的因素几何因素晶体中正负离子的半径比电荷因素晶体中正负离子的电荷比键性因素离子键的纯粹程度3.典型离子晶体的结构模型化学式NaCl CsCl CaF2晶胞晶胞中离子数目Na+:4Cl-:4Cs+:1Cl-:1Ca2+:4F-:8 阳离子的配位数 6 8 8阴离子的配位数 6 8 44.离子晶体的性质(1)熔、沸点较高,硬度较大。
(2)离子晶体不导电,但熔化或溶于水后能导电。
(3)大多数离子晶体能溶于水,难溶于有机溶剂。
(1)离子晶体中无分子,物质的化学式只表示物质的阴、阳离子个数比,不是分子式。
(2)离子晶体中一定含有离子键,也可能含有共价键。
(3)离子晶体中离子键没有方向性和饱和性,但每个阴(阳)离子周围排列的带相反电荷的离子数目都是固定的。
(4)常见的离子晶体包括强碱、活泼金属的氧化物、大部分盐。
例1自然界中的CaF 2又称萤石,是一种难溶于水的固体,属于典型的离子晶体。
下列一定能说明CaF2是离子晶体的实验是( )A.CaF2难溶于水,其水溶液的导电性极弱B.CaF2的熔、沸点较高,硬度较大C.CaF2固体不导电,但在熔融状态下可以导电D.CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小【考点】离子晶体的组成与性质【题点】离子晶体的性质及应用答案 C解析离子晶体中含有离子键,离子键在熔融状态下被破坏,电离出自由移动的阴、阳离子,所以离子晶体在熔融状态下能够导电,这是判断某晶体是否为离子晶体的依据。
例2(2018·长沙高二期中)如图为NaCl和CsCl的晶体结构,下列说法错误的是( )A.NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体B.NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同C.NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数分别为6和8D.NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体,所以阳离子与阴离子的半径比相同【考点】离子晶体的结构特点【题点】离子晶体的结构分析答案 D解析NaCl和CsCl都是由阴、阳离子通过离子键构成的晶体,阴、阳离子个数之比都为1∶1,则都属于AB型的离子晶体,故A、B正确;结合题图可知,NaCl为面心立方结构,钠离子的配位数为6,CsCl为体心立方结构,铯离子的配位数为8,故C正确;NaCl和CsCl都属于AB 型的离子晶体,但钠离子半径小于铯离子半径,则NaCl 的阳离子与阴离子的半径比r +r -小于CsCl 的,故D 错误。
二、晶格能 1.概念气态离子形成1mol 离子晶体释放的能量。
晶格能通常取正值,单位为kJ·mol -1。
2.影响因素3.晶格能与晶体的熔点、硬度的关系晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,晶体的熔点越高,硬度越大。
例3 下列关于晶格能的叙述中正确的是( ) A .晶格能仅与形成晶体的离子所带电荷数有关 B .晶格能仅与形成晶体的离子半径有关 C .晶格能是指相邻的离子间的静电作用 D .晶格能越大的离子晶体,其熔点越高 【考点】 晶格能的理解和应用 【题点】 晶格能的概念及影响因素 答案 D解析 晶格能与离子所带电荷数的乘积成正比,与阴、阳离子半径的大小成反比,A 、B 项错误;晶格能越大,晶体的熔、沸点越高,硬度也越大,D 项正确。
例4 (2018·南京高二期中)MgO 、Rb 2O 、CaO 、BaO 四种离子晶体熔点的高低顺序是( ) A .MgO >Rb 2O >BaO >CaO B .MgO >CaO >BaO >Rb 2O C .CaO >BaO >MgO >Rb 2O D .CaO >BaO >Rb 2O >MgO 【考点】 晶格能的理解与应用【题点】 晶格能对离子晶体物理性质的影响 答案 B解析 四种离子晶体所含阴离子相同,所含阳离子不同。
对Mg 2+、Rb +、Ca 2+、Ba 2+进行比较,Rb +所带电荷数少,离子半径最大,其与O 2-形成的离子键最弱,故Rb 2O 的熔点最低。
对Mg2+、Ca 2+、Ba 2+进行比较,它们所带电荷数一样多,离子半径Mg 2+<Ca 2+<Ba 2+,与O 2-形成的离子键由强到弱的顺序是MgO >CaO >BaO ,相应离子晶体的熔点由高到低的顺序为MgO >CaO >BaO 。
综上所述,四种离子晶体熔点的高低顺序是MgO >CaO >BaO >Rb 2O 。
1.正误判断(1)离子晶体一定是离子化合物( )(2)离子晶体中一定含有金属元素( )(3)离子晶体的熔点一定低于原子晶体的熔点( )(4)金属晶体与离子晶体的导电原理相同( )(5)含有阴离子的晶体一定是离子晶体( )(6)晶格能是指破坏1mol离子键所吸收的能量( )答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×2.下列说法中正确的是( )A.固态时能导电的物质一定是金属晶体B.熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体C.水溶液能导电的晶体一定是离子晶体D.固态不导电而熔融态导电的晶体一定是离子晶体【考点】离子晶体的组成与性质【题点】离子晶体的性质及应用答案 D解析四种晶体在不同状态下的导电性区别如下:分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体固态不导电不导电(晶体硅导电) 导电不导电熔融状态不导电不导电导电可导电水溶液有的可导电--可导电3.(2018·西安月考)下列说法中正确的是( )A.形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力B.第ⅠA族元素与第ⅦA族元素形成的化合物一定是离子化合物C.离子化合物的熔点一定比共价化合物的熔点高D.离子化合物中可能只含有非金属元素【考点】离子晶体的综合考查【题点】离子晶体结构与性质的综合答案 D解析形成离子键的阴、阳离子之间不但存在阴、阳离子之间的相互吸引,也存在着电子之间的相互排斥和原子核之间的相互排斥,A项错误;氢是ⅠA族元素,与ⅦA族元素形成的化合物HX都是共价化合物,B项错误;NaCl是离子化合物,SiO2是共价化合物,但前者的熔点较低,C项错误;NH4Cl、(NH4)2SO4等都是只含有非金属元素的离子化合物,D项正确。
4.一种离子晶体的晶胞如图所示。
其中阳离子A以表示,阴离子B以表示。
关于该离子晶体的说法正确的是( )A.阳离子的配位数为8,化学式为ABB.阴离子的配位数为4,化学式为A2BC.每个晶胞中含4个AD.每个A周围有4个与它等距且最近的A【考点】离子晶体的结构特点【题点】离子晶体的结构分析答案 C解析用均摊法可知,晶胞中含有阳离子数为8×18+6×12=4,阴离子显然是8个,故化学式为AB2,A、B项错误;每个A周围最近且等距离的A有12个(类似于干冰晶体),D项错误。
5.碱金属卤化物是典型的离子晶体,它的晶格能与1d0成正比(d0是晶体中最邻近的异电性离子的核间距)。
下面说法错误的是( )晶格能/kJ·mol-1离子半径/pm①LiF LiCl LiBr LiI1031845 807 752Li+Na+K+60 95 133②NaF NaCl NaBr NaI915 777 740 693F-Cl-Br-I-136 181 195 216③KF KCl KBr KI812 708 676 641A.晶格能的大小与离子半径成反比B .阳离子相同、阴离子不同的离子晶体,阴离子半径越大,晶格能越小C .阳离子不同、阴离子相同的离子晶体,阳离子半径越小,晶格能越大D .金属卤化物晶体中,晶格能越小,氧化性越强 【考点】 晶格能的理解与应用 【题点】 晶格能的概念及影响因素 答案 D解析 由表中数据可知晶格能的大小与离子半径成反比,A 项正确;由NaF 、NaCl 、NaBr 、NaI 晶格能的大小即可确定B 项正确;由LiF 、NaF 、KF 晶格能的大小即可确定C 项正确;表中晶格能最小的是碘化物,因还原性:F -<Cl -<Br -<I -,可知D 项错误。
6.铜单质及其化合物在很多领域有重要用途,如金属铜用来制造电线电缆,五水硫酸铜可用作杀菌剂。
(1)Cu 位于元素周期表第ⅠB 族。
Cu 2+的核外电子排布式为____________________。
(2)下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,可确定该晶胞中阴离子的个数为________。
(3)Cu 2O 的熔点比Cu 2S 的________(填“高”或“低”),请解释原因:_____________。
【考点】 离子晶体的综合考查 【题点】 离子晶体结构与性质的综合答案 (1)1s 22s 22p 63s 23p 63d 9(或[Ar]3d 9) (2)4 (3)高 Cu 2O 与Cu 2S 相比,阳离子相同、阴离子所带电荷也相同,但O 2-的半径比S 2-的小,所以Cu 2O 的晶格能较大,熔点较高 解析 (1)Cu 为29号元素,位于元素周期表的ds 区,其价电子排布式为3d 104s 1,则Cu 2+的核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 9或[Ar]3d 9。
(2)由铜的氧化物的晶胞结构可知,有8个O 处于顶点位置,4个O 处于棱上,2个O 处于面上,1个O 处于体心,故一个晶胞中实际拥有的O 个数为:8×18+4×14+2×12+1=4。
(3)Cu 2O 与Cu 2S 相比,阳离子相同、阴离子所带电荷也相同,但O 2-的半径比S 2-的小,所以Cu 2O 的晶格能较大,熔点较高。
题组一离子晶体的组成与性质1.(2019·南充高二月考)仅由下列各组元素所构成的化合物,不可能形成离子晶体的是( )A.H、O、S B.Na、H、OC.K、Cl、O D.H、N、Cl【考点】离子晶体的组成与性质【题点】离子晶体的判断答案 A解析强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐等是离子晶体。
B项NaOH、C项KClO、D项NH4Cl 都是离子晶体。
2.离子晶体中一定不会存在的相互作用是( )A.离子键B.极性键C.非极性键D.范德华力【考点】离子晶体的组成与性质【题点】离子晶体中微粒间作用力的判断答案 D解析离子化合物中一定含有离子键,也可能含有共价键,主要是OH-和含氧酸根中的极性共价键,还有O2-2中的非极性共价键。