离 子 晶 体离 子 晶 体 江口中学 王忠义
晶体的概念 什么叫晶体 ? 决定晶体物理性质的因素是什么 ? 通过结晶过程形成的具有规则几何外形的固 体叫晶体。规则几何外形的固 体 晶体中的微粒按一定的规则排列。规则 构成晶体微粒之间的结合力。 结合力越强,晶体的熔沸点越高,晶体的硬 度越大。
一、离子晶体 1 、概念:离子间通过离子键形成的晶体 2 、空间结构特点?
氯化钠空间结构
氯化钠晶格扩展
氯化铯空间结构
[ 例 1] 如图为 NaCl 晶体结构图,图中直线交点处为 NaCl 晶体 中 Na + 与 Cl - 所处的位置 ( 不考虑体积的大小 ) 。 (1) 请将其中代表 Na + 的用笔涂黑圆点,以完成 NaCl 晶 体结构示意图。 (2) 在晶胞中 Na + 与 Cl - 个数比。 (3) 在晶胞中一个 Na + 周围与它最近时且距离相等的 Na + 共有多少个 ? 答案
离子晶体中为何不存在单个 的小分子 ? 在离子晶体中,阴、阳离子既可以看作是 带电的质点,又要以看作是带电的球体, 其中,阳离子总是尽可能的多吸引阴离子、 阴离子又总是尽可能多的吸引阳离子 ( 只 要空间条件允许的话 ) 这种结构向空间延 伸,即晶体多大,分子就有多大,晶体内 根本不存在单个的小分子,整个晶体就是 一个大分子。
2 、空间结构特点 构成晶体的粒子:阴、阳离子 粒子间的作用:离子键 晶体中无单个分子存在; NaCl 不表示分子式。
3 、离子晶体的物理性质 ( 1 )熔沸点较高、硬度较大,难挥发难压 缩。熔沸点较高、硬度较大 ( 2 )导电性:熔融状态或溶于水时能导电, 固态时不导电 ( 3 )溶解性:不同的离子晶体,溶解度相 差很大
离子晶体结构对其性质的影响 ? 离子晶体熔、沸点的高低取决于离子键 的强弱,而离子晶体的稳定性又取决于 什么 ? 在离子晶体中,构成晶体的粒子和 构成离子键的粒子是相同的,即都是阴、 阳离子。离子晶体发生三态变化,破坏 的是离子键。也就是离子键强弱即决定 了晶体熔、沸点的高低,又决定了晶体 稳定性的强弱。
一般地讲,化学式与结构相似的离子晶 体,阴、阳离子半径越小,离子电荷数 越高, 离子键越强,熔、沸点越高。 如: KCl<NaCl<NaF 。
4 、离子晶体的判断及晶胞折算 ( 1 )如何判断一种晶体是离子晶体 方法一:由组成晶体的晶格质点种类分: 离子化合物一定为离子晶体。 方法二:由晶体的性质来分: ①根据导电性:固态时不导电而熔化或溶解时能 导电的一般为离子晶体。 ②根据机械性能:具有较高硬度,且脆的为离子 晶体。 一般强碱、大部分盐、部分金属氧化物可形成离子晶体。
( 2 )什么是晶胞 ? 如何由晶胞来求算晶体 的化学式 ? 构成晶体的结构粒子是按着一定的排列方式所形成的 固态群体。 在晶体结构中具有代表性的最小重复单位叫晶胞。 简单立方离子晶体晶胞,求阴、阳离子个数比的方法:方法 ①处于顶点上的离子:同时为 8 个晶胞共有,每个离子有 1/8 属于该晶胞。 ②处于棱上的离子:同时为 4 个晶胞共有,每个离子有 1/4 属 于该晶胞。 ③处于面上的离子;同时为 2 个晶胞共有,每个离子有 1/2 属 于该晶胞。 ④处于体心的离子:则完全属于该晶胞。
练习 在高温超导领域中,有一种化合物叫钙 钛矿,其晶体结构中有代表性的最小单 位结构如图所示试回答: (1) 在该晶体中每个钛离子周围与它最近 且相等距离的钛离子有多少个 ? (2) 在该晶体中氧、钙、钛的粒子个数比 是多少 ? 答案:( 1 ) 6 ( 2 ) 3:1:1
小结 晶体的概念 离子晶体 1 、概念 2 、空间结构特点 3 、离子晶体的物理性质 4 、离子晶体的判断及晶胞折算
练习 某物质的晶体中含 A 、 B 、 C 三种元素,其排 列方式如图所示 ( 其中前后两面心上的 B 原子 未能画出 ) ,晶体中 A 、 B 、 C 的中原子个数 之比依次为 A.1:3:1 B.2:3:1 C.2:2:1 D.1:3:3 A
练习 NaF , NaI , 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 物质① NaF ② NaI ③ MgO 离子电荷数 113 (r 阴 +r 阳 )* m B
再 见
重铬酸钾晶体硝酸钾晶体明矾晶体 金钢石 孔雀石 返回
三种典型立方晶体结构 简单立方 体心立方 面心立方 返回
答案 [ 答案 ] (1) 含 8 个小立方体的 NaCl 晶体示意图为一个晶胞 (2) 在晶胞中 Na + 与 Cl - 个数比为 1:1. (3)12 个 返回
食盐硬度 食盐熔点 返回