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1-2 離子鍵與離子晶體 1-2.1 離子鍵 離子晶體
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離子鍵 離子鍵 物質生成時,組成原子藉由得、失電子來符合八隅體規則,所形成的陰、陽離子以___________ 來形成化學鍵, 定義
1-2.1 離子鍵 離子鍵 物質生成時,組成原子藉由得、失電子來符合八隅體規則,所形成的陰、陽離子以___________ 來形成化學鍵, 稱為離子鍵 定義 離子鍵 庫侖靜電力 金屬:傾向失去電子形成_______ 非金屬:傾向得到電子形成_______ 帶有相反電荷的離子,以 庫侖靜電力來形成離子鍵 形成條件 物質生成時,若組成原子是藉由得、失電子來符合八隅體規則,則所形成的陰、陽離子可直接以庫侖靜電力來形成化學鍵,這種鍵結方式稱為離子鍵 陽離子 陰離子
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動畫:金屬與非金屬的浪漫婚禮 影片:鈉加水炸彈
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氯化鈉的形成 電子排列: Na = (2, 8, 1) Na+ = (2, 8)
1-2.1 離子鍵 氯化鈉的形成 電子排列: Na = (2, 8, 1) Na+ = (2, 8) Cl = (2, 8, 7) Cl = (2, 8, 8) 路易斯電子點式: 失去1個價電子 以氯化鈉的形成為例,鈉的電子排列為2、8、1,失去一個電子後形成鈉離子,其電子排列變成跟氖相同,為2、8;而氯的電子排列為2、8、7,得到一個電子後形成氯離子,其電子排列則變成和氬相同,為2、8、8 得到1個價電子
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離子鍵的形成(NaCl為例)
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1-2.1 離子鍵 鈉與氯的反應
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1-2.1 離子鍵 氟化鈉的形成 鈉失去一個電子,氟得到一個電子, 形成穩定的氟化鈉(NaF)
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氯化鎂的形成 鎂失去兩個電子,兩個氯各得到一個電子,彼此間形成穩定的氯化鎂(MgCl2) 1-2.1 離子鍵
2A 族的鎂與氯化合形成氯化鎂時,一個鎂原子需失去兩個電子形成正二價鎂離子以符合八隅體規則,所以會同時與兩個氯原子交互作用 鎂失去兩個電子,兩個氯各得到一個電子,彼此間形成穩定的氯化鎂(MgCl2)
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~ 想一想 ~ 陰、陽離子不斷靠近時,彼此間是否永遠只有吸引力? 解:
1-2.1 離子鍵 ~ 想一想 ~ 陰、陽離子不斷靠近時,彼此間是否永遠只有吸引力? 解: 不是的,當陰、陽離子靠近時仍會出現兩離子間電子與電子、原子核與原子核間的斥力。
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典型元素形成離子 原理:符合八隅體規則 實例: 1A 族的原子失去一個電子,形成+1價陽離子 2A 族原子失去兩個電子,形成+2價陽離子
1-2.1 離子鍵 典型元素形成離子 原理:符合八隅體規則 實例: 1A 族的原子失去一個電子,形成+1價陽離子 2A 族原子失去兩個電子,形成+2價陽離子 7A 族原子得到一個電子,形成-1價的陰離子
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1-2.1 離子鍵 典型元素形成離子時的電荷量
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~ 想一想 ~ 1A族與7A族元素以離子鍵鍵結時,陽、陰離子各帶多少電荷呢? 解: 1A族形成+1價陽離子 7A族形成-1價陰離子
1-2.1 離子鍵 ~ 想一想 ~ 1A族與7A族元素以離子鍵鍵結時,陽、陰離子各帶多少電荷呢? 解: 1A族形成+1價陽離子 7A族形成-1價陰離子
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1-2.1 離子鍵 ~ 想一想 ~ 氫原子與其他元素化合時,若從其他元素獲得一個電子,氫也可以有與氦氣相同的電子排列。若氫以離子鍵與1A或2A族元素化合時,氫最可能形成帶多少電荷的陽離子或陰離子呢? 解:-1價陰離子
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1-2.1 離子鍵 例題1-3 請用路易斯電子點式表示鈉與硫如何結合成硫化鈉,並同時寫出硫化鈉的化學式。 [解]:
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練習1-3 請寫出下列物質的化學式: (A)氯化鉀 (B)氧化鎂 (C)氟化鈣。 [解] :(A) KCl (B) MgO (C) CaF2
1-2.1 離子鍵 練習1-3 請寫出下列物質的化學式: (A)氯化鉀 (B)氧化鎂 (C)氟化鈣。 [解] :(A) KCl (B) MgO (C) CaF2
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1-2.1 離子鍵 例題1-4 下列何種物質所具有的化學鍵為離子鍵? (A)HCl (B)KF (C)H2O (D)CO (E)SiO2。 [解]: (B) 金屬元素與非金屬元素常以離子鍵結合在一起,而除了(B)為金屬元素與非金屬元素相結合,其餘選項的組成元素都是非金屬,因此(B)為所求。
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1-2.1 離子鍵 練習1-4 請用路易斯電子點式表示鋁與氟如何結合成氟化鋁,並同時寫出氟化鋁的化學式。 [解]: AlF3
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1-2.2 離子晶體 離子晶體 離子化合物:以離子鍵的方式所形成的化合物 離子晶體:離子化合物形成結晶狀固體 氯化鈉晶體
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離子化合物的化學式 離子化合物的化學式: 無法以分子式表示:離子化合物是由大量的陰、陽離子相互重複堆疊形成的巨大結構
1-2.2 離子晶體 離子化合物的化學式 離子化合物的化學式: 無法以分子式表示:離子化合物是由大量的陰、陽離子相互重複堆疊形成的巨大結構 以實驗式表示:組成離子間的最簡整數比
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離子的排列方式 離子的排列: 離子在任何方向上可與周圍相反電荷的離子產生靜電吸引力
1-2.2 離子晶體 離子的排列方式 離子的排列: 離子在任何方向上可與周圍相反電荷的離子產生靜電吸引力 離子被帶有相反電荷的離子所包圍,進而堆疊出特定的晶格形狀或晶體構造 離子化合物內,每一離子在任何方向上均可與周圍相反電荷的離子產生靜電吸引力, 因此每一離子總是被帶有相反電荷的離子所包圍,進而堆疊出特定的晶格形狀或晶體構造。
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NaCl 晶體構造 氯化鈉晶體: Na+與Cl的結合數目比例為1:1,因此其化學式為NaCl
1-2.2 離子晶體 NaCl 晶體構造 氯化鈉晶體: Na+與Cl的結合數目比例為1:1,因此其化學式為NaCl 每個Na+被6個Cl所包圍,而且每個Cl同時被6個Na+所包圍
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鎂與氧藉由離子鍵形成氧化鎂晶體的簡單示意圖
1-2.2 離子晶體 氧化鎂晶體 鎂與氧藉由離子鍵形成氧化鎂晶體的簡單示意圖
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離子化合物的特性 破壞離子鍵也會同時破壞晶體的構造,因此需給予相當大的能量 相對於分子化合物,具有較高的硬度、熔點、沸點、熔化熱與汽化熱
1-2.2 離子晶體 離子化合物的特性 破壞離子鍵也會同時破壞晶體的構造,因此需給予相當大的能量 相對於分子化合物,具有較高的硬度、熔點、沸點、熔化熱與汽化熱 具有硬度,但是易碎,不具有延展性
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1-2.2 離子晶體 離子化合物的熔點與沸點
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1-2.2 離子晶體 不具延展性的離子晶體 離子晶體受外力敲擊時,可能使同性電荷的離子直接緊鄰而斥開,造成晶體沿著晶面破裂的結果
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離子化合物的導電性 (1) 離子化合物:電解質 固態:熱、電的不良導體, 每個離子被限制在晶體內固定的位置上,無法自由移動
1-2.2 離子晶體 離子化合物的導電性 (1) 離子化合物:電解質 固態:熱、電的不良導體, 每個離子被限制在晶體內固定的位置上,無法自由移動 熔融態:受熱熔化,離子自由移動而導電 水溶液:解離產生離子,所以水溶液能導電
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1-2.2 離子晶體 離子化合物的導電性 (2)
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1-2.2 離子晶體 ~ 想一想 ~ 除了離子化合物外還有哪些物質是屬於電解質? 解: HCl與NH3等分子化合物也是電解質。
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1-2.2 離子晶體 氧化鋁 根據八隅體規則,鋁可失去3個電子,而氧可得到2個電子,所以兩者結合的反應可用右列電子點式表示:
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1-2.2 離子晶體 氧化鋁的用途 鋁金屬表面生成一層氧化鋁的緻密層後,可隔絕空氣,保護內部鋁金屬不再氧化
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1-2.2 離子晶體 常見的離子化合物及其主要用途
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1-2.2 離子晶體 例題1-5 下列何者可以導電? (A)H2(g) (B)KF(s) (C)NaCl(l) (D)Na2CO3(aq) (E)Cu(s) [解]: (C)(D)(E) (A)為氣態非金屬,(B)為固態離子化合物,都無法 導電;而金屬、溶於水或熔融狀態的離子化合物都 能導電
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1-2.2 離子晶體 練習1-5 請寫出下列物質的化學式: (A)硫酸鋁 (B)硝酸鎂 (C)碳酸鈣 [解]: (A) Al2(SO4)3 (B) Mg(NO3)2 (C) CaCO3。
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1-2.2 離子晶體 例題1-6 下列哪些是離子化合物? (A)HCl (B)KNO3 (C)NH4Cl (D)CO2 (E)H2O [解]: (B)(C) 離子化合物是金屬陽離子或銨根與陰離子所結合而 成
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1-2.2 離子晶體 練習1-6 下列哪些是離子化合物的基本特性? (A)常以分子式表示 (B)具有較高的沸點與汽化熱 (C)常溫常壓下是固態物質 (D)常溫下固態且可以導電 (E)屬於電解質 [解]: (B)(C)(E) (A)以簡式表示;(D)固態離子化合物一般無法導電
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1-3 共價鍵與共價分子、 網狀固體
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