魯科版選修3 第3章第2節(jié) 金屬晶體與離子晶體（第2課時(shí)） 學(xué)案.doc

第2課時(shí)離子晶體學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.理解離子鍵、離子晶體的概念，知道離子晶體類型與其性質(zhì)的聯(lián)系。2.認(rèn)識(shí)晶格能的概念和意義，能根據(jù)晶格能的大小，分析晶體的性質(zhì)。一、離子晶體及其結(jié)構(gòu)模型1離子晶體是_間通過(guò)_結(jié)合，在空間呈現(xiàn)有規(guī)律的排列所形成的晶體。形成離子晶體的微粒是_，微粒間的作用力是_。2nacl離子晶體中，陰離子呈等徑圓球密堆積，陽(yáng)離子有序地填在陰離子的空隙中，每個(gè)離子周圍等距離地排列著異電性離子，被異電性離子包圍。(1)觀察分析表中ab型離子晶體的結(jié)構(gòu)模型，填寫下表：晶體結(jié)構(gòu)模型配位數(shù)晶胞中微粒數(shù)陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比化學(xué)式naclcsclzns符合類型li、na、k、rb的鹵化物，agf、mgo等csbr、csi、nh4cl等beo、bes等 (2)下圖是caf2晶體的晶胞示意圖，回答下列問(wèn)題：ca2的配位數(shù)是_，f的配位數(shù)是_。該晶胞中含有的ca2數(shù)目是_，f數(shù)目是_。1.離子鍵無(wú)方向性和飽和性，在離子晶體中陰、陽(yáng)離子與異電性離子接觸盡可能采用_，可以看作是_圓球密堆積。2在nacl、cscl和zns三種晶體中，陰、陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)比都是11，都屬于ab型離子晶體，由于值的不同，結(jié)果使晶體中離子的配位數(shù)不同，其晶體結(jié)構(gòu)不同。數(shù)值越大，離子的配位數(shù)越高。3在nacl、cscl晶體中，正負(fù)離子的配位數(shù)相同，是由于正負(fù)離子電荷(絕對(duì)值)相同，因而正負(fù)離子的個(gè)數(shù)相同，結(jié)果導(dǎo)致正負(fù)離子的配位數(shù)相同；若正負(fù)離子的電荷不相同，正負(fù)離子的個(gè)數(shù)必定不相同，結(jié)果正負(fù)離子的配位數(shù)就不會(huì)相同。caf2晶體中，ca2的配位數(shù)為8，f的配位數(shù)為4，離子所帶電荷越多，配位數(shù)越多。1如圖所示，直線交點(diǎn)處的圓圈為nacl晶體中na或cl所處的位置。這兩種離子在空間三個(gè)互相垂直的方向上都是等距離排列的。(1)請(qǐng)將其中代表na的圓圈涂黑(不必考慮體積大小)，以完成nacl晶體結(jié)構(gòu)示意圖。(2)晶體中，每個(gè)na的周圍距離相等且最近的cl有_個(gè)。(3)每個(gè)na周圍距離相等且最近的na共有_個(gè)。(4)一個(gè)nacl晶胞中cl的個(gè)數(shù)等于_，即_(填計(jì)算式); na的個(gè)數(shù)等于_，即_(填計(jì)算式)。(5)關(guān)于nacl晶體，下列描述正確的是_(填字母)。a它屬于六方緊密堆積b相鄰的陰、陽(yáng)離子的核間距離等于na和cl的半徑之和c與cscl晶體結(jié)構(gòu)相同d離子鍵無(wú)方向性和飽和性e可以看成是na按面心立方進(jìn)行最密堆積，cl填在na形成的空隙中(6)設(shè)nacl的摩爾質(zhì)量為mr gmol1，食鹽晶體的密度為 gcm3，阿伏加德羅常數(shù)的值為na。食鹽晶體中兩個(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離為_ cm。2如圖是caf2晶體的晶胞示意圖，caf2晶體的密度為a gcm3，則晶胞的體積是_(只要求列出算式)。二、晶格能1晶格能是指將_離子晶體中的_完全_而遠(yuǎn)離所吸收的能量。(1)吸收的能量越多，晶格能_，表示離子鍵_，離子晶體越_。(2)晶格能通常取正值，單位_。2觀察分析下表，回答下列問(wèn)題(已知mgo、nabr與nacl晶體結(jié)構(gòu)相似)：離子化合物nabrnaclmgo離子電荷數(shù)112核間距/pm290276205晶格能/kjmol17367873 890熔點(diǎn)/7508012 800摩氏硬度”“mgf2alf3b晶格能：nafnaclnabrc陰離子的配位數(shù)：csclnaclcaf2d硬度：mgocaobao4下列關(guān)于晶格能的敘述中正確的是()a晶格能是氣態(tài)原子形成1 mol離子晶體所釋放的能量b晶格能僅與形成晶體的離子半徑有關(guān)c晶格能是指相鄰的離子間的靜電作用d晶格能越大的離子晶體，其熔點(diǎn)越高、硬度越大5堿金屬鹵化物是典型的離子晶體，它們的晶格能與成正比(d0是晶體中最鄰近的異電性離子的核間距)。下面說(shuō)法錯(cuò)誤的是()晶格能/kjmol1離子半徑/pmliflicllibrlii1 031845807752linak6095133 nafnaclnabrnai915 787 736 686kfkclkbrki 812699689 632fclbri136181195216a.晶格能的大小與離子半徑成反比b陽(yáng)離子相同陰離子不同的離子晶體，陰離子半徑越大，晶格能越小c陽(yáng)離子不同陰離子相同的離子晶體，陽(yáng)離子半徑越小，晶格能越大d金屬鹵化物晶體中，晶格能越小，氧化性越強(qiáng)6請(qǐng)按要求填空：科學(xué)家通過(guò)x射線探明，kcl、mgo、cao、nio、feo、cac2的晶體結(jié)構(gòu)與nacl的晶體結(jié)構(gòu)相似。(1)某同學(xué)畫出的mgo晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示，請(qǐng)改正圖中錯(cuò)誤：_。(2)mgo是優(yōu)良的耐高溫材料， mgo的熔點(diǎn)比cao的高，其原因是_。(3)ni2和fe2的離子半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點(diǎn)nio _ (填“”)feo，nio晶胞中ni和o的配位數(shù)分別為_、_。(4)已知cao晶體密度為a gcm3，na表示阿伏加德羅常數(shù)，則cao晶胞體積為_cm3。(5)cac2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示， cac2晶體中含有啞鈴形c，使晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)。cac2晶體中1個(gè)ca2周圍距離最近的c數(shù)目為_ 。答案精析新知導(dǎo)學(xué)一、1陰、陽(yáng)離子離子鍵陰、陽(yáng)離子離子鍵2(1)(從左到右，從上到下)cl和na配位數(shù)都為6cl和cs配位數(shù)都為8zn2和s2配位數(shù)都為4na、cl都為4cs、cl都為1zn2、s2都為4111111naclcsclzns(2)8448歸納總結(jié)1最密堆積不等徑活學(xué)活用1(1)(答案不唯一，合理即可)(2)6(3)12(4)412144864(5)d(6)2.解析a gcm3 ，v。二、11 mol陰、陽(yáng)離子氣化(1)越大越強(qiáng)穩(wěn)定(2)kjmol12(1)影響晶格能的因素：離子所帶的電荷數(shù)和陰、陽(yáng)離子間的距離。晶格能與離子所帶電荷數(shù)的乘積成正比，與陰、陽(yáng)離子間的距離成反比。(2)結(jié)構(gòu)相似的離子晶體，晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，晶體的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。(3)離子晶體是由陰、陽(yáng)離子間通過(guò)較強(qiáng)的離子鍵而形成的，所以離子晶體具有較高的熔、沸點(diǎn)，難揮發(fā)，硬度較大，離子晶體不導(dǎo)電，熔化或溶于水后能導(dǎo)電。大多數(shù)離子晶體能溶于水，難溶于有機(jī)溶劑。歸納總結(jié)(1)越大牢固越高越大(2)越大越小易斷裂越低越小活學(xué)活用3a離子晶體在液態(tài)(即熔融態(tài))時(shí)導(dǎo)電， b項(xiàng)不是離子晶體；cs2是非極性溶劑，根據(jù)“相似相溶”的規(guī)律，c項(xiàng)也不是離子晶體；由于離子晶體質(zhì)硬易碎，且固態(tài)不導(dǎo)電，所以d項(xiàng)也不是離子晶體。4d固態(tài)時(shí)能導(dǎo)電的晶體不一定是金屬晶體，如硅和石墨等不是金屬晶體，a不正確；固態(tài)不能導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電的晶體不一定是離子晶體，如p2o5等不是離子晶體，b不正確；金屬熔融狀態(tài)也能導(dǎo)電，c不正確；離子晶體是陰、陽(yáng)離子組成的，固態(tài)時(shí)陰、陽(yáng)離子不能自由移動(dòng)，不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)時(shí)電離出自由移動(dòng)的離子而導(dǎo)電。5(1)小nabr比nacl離子的核間距大氧化鎂晶體中的陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)絕對(duì)值大，并且離子的核間距小mgo(2)高o2半徑小于s2的離子半徑， cu2o的離子鍵強(qiáng)于cu2s的離子鍵，所以cu2o的熔點(diǎn)比cu2s的高(3)兩者均為離子化合物，且電荷數(shù)均為1，但后者離子半徑大，離子鍵較弱，因此熔點(diǎn)較低達(dá)標(biāo)檢測(cè)1d一般來(lái)說(shuō)，金屬晶體和離子晶體的微粒堆積方式均為密堆積，但具體到某一種金屬晶體或離子晶體，就很難說(shuō)誰(shuí)的微粒堆積更密集了。離子晶體的熔點(diǎn)和硬度普遍較高；金屬晶體的熔點(diǎn)和硬度有的很高，也有的很低。金屬晶體都有導(dǎo)電性，離子晶體熔融態(tài)時(shí)都導(dǎo)電，固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電。2a氯化鈉晶體中，每個(gè)na周圍結(jié)合6個(gè)cl，而每個(gè)cl周圍結(jié)合6個(gè)na；nacl只表示na和cl個(gè)數(shù)比為11。3a由于r(na)r(mg2)r(al3)，且na、mg2、al3所帶電荷依次增大，所以naf、mgf2、alf3的離子鍵依次增強(qiáng)，晶格能依次增大，故熔點(diǎn)依次升高；r(f)r(cl)r(br)，故naf、nacl、nabr的晶格能依次減??；在cscl、nacl、caf2中陰離子的配位數(shù)分別為8、6、4；r(mg2)r(ca2)r(ba2)，故mgo、cao、bao中離子鍵依次減弱，晶格能依次減小，硬度依次減小。4d晶格能是將1 mol離子晶體中的陰、陽(yáng)離子完全氣化而遠(yuǎn)離所吸收的能量，晶格能與離子所帶電荷的乘積成正比，與陰、陽(yáng)離子核間距離成反比。晶格能越大，晶體的熔、沸點(diǎn)越高，硬度也越大，所以d項(xiàng)正確。5d由表中數(shù)據(jù)可知晶格能的大小與離子半徑成反比，可確定a項(xiàng)正確；由naf、nacl、nabr、nai晶格能的大小即可確定b項(xiàng)說(shuō)法正確；由lif、naf、kf晶格能的大小即可確定c項(xiàng)說(shuō)法正確；表中晶格能最小的金屬鹵化物是碘化物，因還原性fclbr66(4)(5)4解析(1)mg2和o2的半徑是o2mg2，故空心球應(yīng)為o2，實(shí)心球應(yīng)為mg2；圖中應(yīng)該黑白球交替出現(xiàn)，故8號(hào)球應(yīng)為實(shí)心球。(2)mgo與cao的離子電荷數(shù)