2018_2019版高中化学专题3微粒间作用力与物质性质第二单元离子键离子晶体学案苏教版选修320190115214.docx
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1、第二单元离子键离子晶体学习目标定位1.正确理解离子键、离子晶体的概念,知道离子晶体类型与其性质的联系。2.认识晶格能的概念和意义,能根据晶格能的大小,会分析晶体的性质。一、离子键的形成1形成过程2特征(1)没有方向性:离子键的实质是静电作用,离子的电荷分布通常被看成是球形对称的,因此一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关。(2)没有饱和性:在离子化合物中,每个离子周围最邻近的带异性电荷离子数目的多少,取决于阴、阳离子的相对大小。只要空间条件允许,阳离子将吸引尽可能多的阴离子排列在其周围,阴离子也将吸引尽可能多的阳离子排列在其周围,以达到降低体系能量的目的。(1)离子键的存在只存在
2、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。(2)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。(3)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。例1具有下列电子排布的原子中最难形成离子键的是()A1s22s22p2B1s22s22p5C1s22s22p63s2D1s22s22p63s1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
3、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答案D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。易错警示(1)金属与非金属形成的化学键有可能是共价键,如
4、AlCl3。(2)完全由非金属元素形成的化合物中有可能含离子键,如NH4Cl、NH4H,一定有共价键。(3) 离子键不具有饱和性是相对的,每种离子化合物的组成和结构是一定的,而不是任意的。二、离子晶体1概念及结构特点(1)概念:阴、阳离子通过离子键结合而形成的晶体。(2)结构特点构成微粒:阴离子和阳离子,离子晶体中不存在单个分子,其化学式表示的是离子的个数比。微粒间的作用力:离子键。2晶格能(U) (1)概念:拆开1_mol离子晶体形成气态阴离子和气态阳离子所吸收的能量。(2)影响因素:离子晶体中离子半径越小,所带电荷越多,晶格能越大。(3)晶格能与晶体物理性质的关系:晶格能越大,离子键稳定性
5、越强,离子晶体的熔、沸点越高,硬度越大。3离子晶体的结构(1)配位数:离子晶体中一个离子周围最邻近的异电性离子的数目,叫做离子的配位数。(2)观察分析表中AB型离子晶体的结构模型,填写下表:晶体结构模型配位数Cl和Na配位数都为6Cl和Cs配位数都为8Zn2和S2配位数都为4晶胞中微粒数Na、Cl都为4Cs、Cl都为1Zn2、S2都为4阴、阳离子个数比111111化学式NaClCsClZnS符合类型Li、Na、K、Rb的卤化物,AgF、MgO等CsBr、CsI、NH4Cl等BeO、BeS等4.离子晶体的性质(1)熔点较高,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
6、晶体能溶于水,难溶于有机溶剂。影响离子晶体配位数的因素(1)离子半径因素:的值不同,晶体中离子的配位数不同,其晶体结构不同。数值越大,离子的配位数越多。(2)电荷因素:AB型离子晶体的阴、阳离子的配位数相等;ABn型离子晶体的A、B离子的配位数比值为n1。例3下列性质适合于离子晶体的是()A熔点1070,易溶于水,水溶液能导电B熔点10.31,液态不导电,水溶液能导电C能溶于CS2,熔点112.8,沸点444.6D熔点97.81,质软,导电,密度0.97gcm3答案A解析离子晶体在液态(即熔融态)导电,B项错误;CS2是非极性溶剂,根据相似相溶规律,C项错误;由于离子晶体质硬易碎,且固态不导电
7、,D项错误。方法规律离子晶体的判断方法(1)依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。(2)依据物质类别判断。活泼金属氧化物,强碱和绝大多数盐类是离子晶体。(3)依据导电性判断。离子晶体溶于水和熔融状态下均导电。(4)依据熔、沸点和溶解性判断。离子晶体熔、沸点较高,多数能溶于水,难溶于有机溶剂。例4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中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,离子晶体的熔、沸点越高
8、,硬度也越大,D项正确。例5一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答案C解析用均摊法可知,晶胞中含有阳离子数为864;阴离子显然是8个,故化学式为AB2,A、B项错误;每个A周围与它等距且最近的A有12个,D项错误。离子晶体1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()AH、O、SBNa、H、OCK、Cl、ODH、N、Cl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项如NaOH、C项如
9、KClO、D项如NH4Cl。2下列性质中,可以充分说明某晶体是离子晶体的是()A具有较高的熔点B固态不导电,水溶液能导电C可溶于水D固态不导电,熔融状态能导电答案D解析从熔点来看,离子晶体一般具有较高的熔点,但金刚石、石英等原子晶体也有很高的熔点,A项错误;某些共价化合物也能溶于水,溶于水后也能导电,例如HCl等,B项错误;从溶解性上看,蔗糖、葡萄糖等分子晶体也可溶于水,C项错误;固态不导电,熔融状态能导电说明固态中原本有阴、阳离子,只是不能自由移动,而由阴、阳离子构成的晶体一定是离子晶体。3下列关于NaCl晶体结构的说法中正确的是()ANaCl晶体中,阴、阳离子的配位数相等BNaCl晶体中,
10、每个Na周围吸引1个ClCNaCl晶胞中的质点代表一个NaClDNaCl晶体中存在单个的NaCl分子答案A解析氯化钠晶体中,每个Na周围结合6个Cl,而每个Cl周围结合6个Na;NaCl只表示Na和Cl个数比为11。4下列热化学方程式中,能直接表示出氯化钠晶体晶格能的是()ANa(g)Cl(g)=NaCl(s)HBNa(s)Cl2(g)=NaCl(s)H1CNa(g)e=Na(g)H2DCl(g)e=Cl(g)H3答案A解析1mol气态钠离子和1mol气态氯离子结合生成1mol氯化钠晶体释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能,所以热化学方程式中,能直接表示出氯化钠晶体晶格能的是Na(g)Cl(g)=
11、NaCl(s)H,故选A。5氧化钙在2973K时熔化,而氯化钠在1074K时熔化,两者的离子间距离和晶体结构都类似,有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是()A氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多B氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大C氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同D在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下,晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定答案C解析CaO和NaCl都属于离子晶体,熔点的高低可根据晶格能的大小判断。晶格能的大小与离子所带电荷多少、离子间距离、晶体结构类型等因素有关。CaO和NaCl的离子间距离和晶体结构都类似,故晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定。6
12、同类晶体物质熔、沸点的变化是有规律的,试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因:物质ANaClKClCsCl熔点/K10741049918物质BNaMgAl熔点/K317923933晶体熔、沸点的高低,决定于组成晶体微粒间的作用力的大小。A组是_晶体,晶体微粒之间通过_相连,粒子之间的作用力由大到小的顺序是_。B组晶体属于_晶体,外围电子数由少到多的顺序是_,离子半径由大到小的顺序是_,金属键由弱到强的顺序为_。答案离子离子键NaClKClCsCl金属NaMgMg2Al3NaMgAl解析A组NaCl、KCl、CsCl为同一主族的卤化物且为离子化合物,故熔点与离子键的强弱有关,离子键越弱,熔点越低
13、。而Na、K、Cs的离子半径逐渐增大,故Na与Cl、K与Cl、Cs与Cl的离子键逐渐减弱,NaCl、KCl、CsCl的熔点依次降低;而B组中Na、Mg、Al是金属晶体且外围电子数依次增多,离子半径逐渐减小,因此金属原子核对外层电子束缚能力越来越大,形成的金属键越来越牢固,故熔点依次升高。对点训练题组一正确理解离子键的概念1下列说法不正确的是()A静电作用只有引力B离子键的实质是静电作用C离子键没有方向性和饱和性D离子键虽然没有饱和性,但离子晶体中阴、阳离子的个数比并不是任意的答案A2下列叙述正确的是()A带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键B金属元素和非金属元素化合时不一定形成离子键C原子最
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