第二单元离子键离子晶体的教案.doc
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第二单元 离子键 离子晶体
【知识与技能】
1通过复习钠与氯形成氯化钠的过程 ，使学生理解离子键的概念、形成过程和特点。 2、理解离子晶体的概念、构成及物理性质特征，掌握常见的离子晶体的类型及有关晶胞 的计算。
【过程与方法】
1、 复习离子的特征，氯化钠的形成过程，并在此基础上分析离子键的成键微粒和成键性 质，培养学生知识迁移的能力和归纳总结的能力。
2、 在学习本节的过程中，可与物理学中静电力的计算相结合，晶体的计算与数学的立体
几何、物理学的密度计算相结合。
【情感态度与价值观】
通过本节的学习，进一步认识晶体，并深入了解晶体的内部特征。
【教案设计】 第一课时
【问题引入】
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？
【板书】第二单元 离子键 离子晶体
§ 3-2-1离子键的形成
一、离子键的形成
【学生活动】写出钠在氯气中燃烧的化学方程式；
思考：钠原子与氯原子是如何结合成氯化钠的？请你用电子式表示氯化钠的形成过程。 【过渡】以阴、阳离子结合成离子化合物的化学键，就是离子键。
【板书】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
【讲解】以NaCI为例，讲解离子键的形成过程：
1）电子转移形成离子：一般达到稀有气体原子的结构
【学生活动】 N'： - - :■1 I - - A：：/ ■:' I -
25即鈿一2辞缈,3S唧一好卷构型娈化
分别达到Ne和Ar的稀有气体原子的结构，形成稳定离子。
2）判断依据：元素的电负性差要比较大
【讲解】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； 当厶X < 1.7,不发生电子转移，形成共价键.
【说明】：但离子键和共价键之间，并非严格截然可以区分的.可将离子键视为极 性共价键的一个极端，而另一极端为非极性共价键.如图所示：
------------------------------ ■极性増大
菲极性共价鮭扱性共枷键 离子犍
化合物中不存在百分之百的离子键，即使是NaF的化学键之中，也有共价键的成 分，即除离子间靠静电相互吸引外，尚有共用电子对的作用.
_X > 1.7,实际上是指离子键的成分（百分数）大于50%.
【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。
【板书】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）NaCI MgO MgCl
小结：离子化合物电子式的书写
1•简单阴离子的电子式不但要表达出最外层所有电子数（包括得到的电子），而且用方括 号“]”括起来，并在右上角注明负电荷数
2. 简单阳离子的电子式就是离子符号
3•离子化合物的电子式由阴离子和阳离子电子式组成，相同的离子不能合并
【练习】2、用电子式表示 NaCI、K2S的形成过程 小结：用电子式表示离子键的形成过程
1. 左边是组成离子化合物的各原子的电子式 ，右边是离子化合物的电子式
2. 连接号为“——► ”
3. 用—表示电子转移的方向
【板书】三、离子键的实质
思考：从核外电子排布的理论思考离子键的形成过程
【板书】：实质是静电作用
靠静电吸引，形成化学键体系的势能与核间距之间的关系如图所示： 横坐标:核间距r。纵坐标:体系的势能V。纵坐 标的零点:当r无穷大时，即两核之间无限远时， 势能为零•下面来考察Na+和Cl
-彼此接近时，势 能V的变化。 从图中可见: r > re,当r减小时，正负离子靠静电相互吸引，V减 小，体系稳定• r = ro时，V有极小值，此时体系最稳定.表明形成了 离子键• r <
ro时,V急剧上升，因为Na+和CI -彼此再接近时，相互之间电子斥力急剧 增加，导致势能骤然上升• 因此，离子相互吸引，保持一定距离时，体系最稳定，即当静电引力与静电斥力达 到平衡时，形成稳定的 离子键，整个体系达到能量最低 状态。
【板书】四、离子键的特征
【讲解】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， 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。
【讨论】就NaCI的晶体结构，交流你对离子键没有饱和性和方向性的认识 【板书】 （1）.离子键无方向性
（2）.离子键无饱和性
【板书】五、离子键的强度一一晶格能
（1）.键能和晶格能
【讲解】以NaCI为例:
键能:1mol气态NaCI分子,离解成气体原子时,所吸收的能量•用Ei表
示：N.iCI,.叫Ml
【板书】（2）.晶格能（符号为U）:
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
【讲解】在离子晶体中，阴、阳离子间静电作用的大小用晶格能来衡量。晶格能（符号为
U）是指拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。 例如：拆开1mol NaCI晶体使之形成气态钠离子和氯离子 时，吸收的能量.用U表 示:
NaCI（s） ——Na+ （g） + Cl- （g） U= 786 KJ.moI-1
晶格能U越大，表明离子晶体中的离子键越牢固。 一般而言，晶格能越大，离
子晶体的离子键越强.破坏离子键时吸收的能量就越多，离子晶体的熔沸点越高， 硬度越大。键能和晶格能，均能表示离子键的强度，而且大小关系一致•通常，晶 格能比较常用•
【板书】（3）.影响离子键强度的因素一一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) NaF NaCI NaBr NaI
988 C 801 C 747 C 660 C
(2) NaF CaF2 CaO
988 C 1360 C 2614 C
（提示：Ca2+半径略大于Na+半径）
【讲解】从离子键的实质是静电引力 出发，影响F大小的因素有:离子
的电荷数q和离子之间的距离r （与离子半径的大小相关）
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。
NaCI MgO
晶格能（KJ.moI-1 ） 786 3791
熔点（C） 801 2852
摩氏硬度 2.5 6.5
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。
NaCl Nd
Cl半径小 I•半径犬
mp 801Cc 660C*
U 78S.7KJ.mol1 龊竝 K 丄 moN
3）离子半径概念及变化规律
将离子晶体中的离子看成是相切的球体,正负离子的核间距d是r+和r-之 和:
直值可由晶焯的X射线衍射实验测 定得到，例如,MQ d = 210pm
F |H M * =210pm
离子半径的变化规律
a） 同主族，从上到下，电子层增加，具有相同电荷数的离子半径增加.
Li+
b） 同周期:主族元素，从左至右离子电荷数升高，最高价离子，半径最小.如:
'： = 过渡元素,离子半径变化规律不明显•
C）同一元素，不同价态的离子，电荷高的半径小.如:
Ti*+
d） 一般负离子半径较大；正离子半径较小.
第二周期：F' 136pm; Li+ 60pm
第四周期：Br- 195pm; K+ 133pm
（虽然差了两亍周期,F•仍比K*的r大）
e）周期表对角线上,左上元素和右下元素的离子半径相似•如:Li +和M&； Sc3+ 和Zr4+的半径相似.
【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。
【课堂小结】
【课后练习】
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. 用电子式表示下列物质的结构： NaOH Ca（CI0）2。
3. 离子化合物 LiCl、NaCl、KCl、RbCl和CsCl熔点由高到底的顺序是
5•某主族元素A的外围电子排布式为 两者形成的离子化合物的化学式可能为
氯化钠晶体不能导电，所以氯化钠不是电解质 氯化钠溶液能导电，所以氯化钠溶液是电解质 ns1,另一主族元素 B的外围电子排布为 ns： ；2n p4,
A. AB B . A2B C. AB2 D . A 2B3
6. F列叙述正确的是
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
9. 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
10. ________________________________________________________________ ( 1)下列热化学方程中，能直接表示出氯化钠晶体晶格能的是 ________________________________ 。
+ - 1 A . Na (g)+Cl (g)=NaCI(s) ; △ H B . Na(s)+ Cl2(g)=NaCI(s) ; △ Hi 2
C. Na(s)=Na(g); △ H2 D . Na(g) — =Na+(g); △ H3
11、已知元素的某种性质“ X ”和原子半径、金属性、非金属性等一样，也是
元素的一种基本性质。下面给出13种元素的X的数值：
—\ 元糸 AI B Be C CI F Li
X的数
值 1.5 2.0 1.5 2.5 2.8 4.0 1.0
—\ 元糸 Mg Na O P S Si
X的数
值 1.2 0.9 3.5 2.1 2.5 1.7
试结合元素周期律知识完成下列问题：
(1)经验规律告诉我们：当形成化学键的两原子相应元素的 X差值大于1.7时，
所形成的一般为离子键；当小于1.7时，一般为共价键。试推断AICI3中的化学
键类型是 _____ 。
(2)根据上表给出的数据，简述主族元素的X的数值大小与元素的金属性或非金 物质 ①NaF ②Nal ③MgO
离子电荷数 1 1 2
键长(10-10m) 2.31 3.18 2.10 C.熔融的氯化钠和氯化钠溶液都能产生自由移动的离子
D .氯化钠熔融时不破坏氯化钠晶体中的离子键。
7. NaF、Nal、MgO均为离子化合物，根据下列数据，这三种化合物的熔点高低顺序是
A .①〉②＞③ B.③ ＞① ＞② C.③ ＞②〉① D.② ＞①〉③
&下列说法不正确的是 ( ) ( )
