§3-2-2 离子晶体 张家港市崇真中学 韩竹海.

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1 §3-2-2 离子晶体 张家港市崇真中学 韩竹海

2 仔细观察并描述你看到的实验现象

3 资料1：原子吸收光谱 在通常情况下，原子核外电子的排布总是使整个原子处于能量最低的状态。当处于能量最低状态的原子吸收能量后，电子从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上，如从3s跃迁到3p、4s、3d……，相反，电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，将释放出能量。 光是电子跃迁释放能量的重要形式之一。钠蒸气在火花或电流的激发下可发出使人感到宁静的黄光，若用棱镜分光可产生光谱，其中有两条明显的黄线。

4 基于钠原子和氯原子对稀有气体稳定结构的追求
不稳定 稳定 得到e- 失去e-

5 基于从胶体分散质直径大小的认识角度，我们将每个固体小颗粒约定为10-9g
我们可以作如下估算： 58.5g 2×6.02×1023 1g 约2×1022 10-9g 约2×1013

6 我们可以作如下推理： Na+吸引Cl-，在球形电场中，Cl-形成对Na+的包围（只要空间允许，尽可能吸引更多的异号离子），由此将产生剩余的负电荷，负电荷电场继续吸引Na+，进而有正电荷的剩余，再吸引Cl-，如此在三维空间不断向外推进，就形成了大量“离子”的聚集体，也就是我们看到的白烟。

7 资料2：人类对晶体结构的微观探析 18世纪中叶法国科学家阿羽依研究晶体外观形态提出了构造理论：晶体是由一个个的相同的几何体在空间平行的无间隙的堆砌而成的。 20世纪劳厄、布拉格等物理学家通过晶体的X-射线衍射实验验证了晶体的空间点阵假说，使人们得以观察到氯化钠晶体中Na+和Cl-在空间的排列方式。

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9 2.数一数，NaCl晶胞中有Na+13个，Cl-14个，能说明晶体中两者的数目比是13:14吗？
1.每个Na+同时与 个Cl-，通过离子键相结合；每个Cl-又同时与 个Na+相结合？ 2.数一数，NaCl晶胞中有Na+13个，Cl-14个，能说明晶体中两者的数目比是13:14吗？ 3.每个Na+周围等距离且最近Na+的有 个？每个Cl-周围等距离且最近Cl-的有 个？

10 Cl- Na+

11 顶点 棱心 面心 体心 Na+ － 12 1 Cl- 8 6 分摊比例 1/8 1 1/4 1/2

12 与一个Na+相邻最近且距离相等的Na+有 个？
12

13 用类似思维方法分析CsCl晶体结构，在CsCl晶体中：
1.每个Cs＋同时吸引 个Cl－，每个Cl－同时吸引 个Cs＋。 2.Cs＋和Cl－的数目比为 。 3.右图为CsCl晶体的一个晶胞，试计算属于该晶胞的离子数，并确定晶体化学式。

14 资料3：钠在氯气中燃烧过程中的能量变化循环图（玻恩-哈伯循环)单位：kJ·mol-1
1/2Cl2（g） Na（g） Cl（g） Na（s） + NaCl（g） Na+(g) Cl-（g） 升华热（S）107.3 电离能（I）495.8 键能（1/2D）126.7 电子亲合能（A）-348.7 晶格能（U）-786 反应热（ΔH）-411.2

15 晶格能(符号为U，单位为kJ·mol-1)
----衡量离子键的强弱 化学上将相互远离的气态阳离子和阴离子形成1mol离子晶体的过程中释放的能量或拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量叫做晶格能。

16 分析表中的各项数据，说说你的看法 AB型离子晶体 Z1 Z2 r+/pm r-/pm U/kJ·mol-1 熔点/℃ 硬度(Mohs)
NaF 1 95 136 920 992 3.2 NaCl 181 770 801 2.5 NaBr 195 733 747 <2.5 NaI 216 683 662 MgO 2 65 140 4147 2800 5.5 CaO 99 3557 2576 4.5 SrO 113 3360 2430 3.5 BaO 135 3091 1923 3.3

17 熔点NaCl(801℃)>CsCl(646℃)， 沸点NaCl(1413℃)>CsCl(1290℃)。
一般而言，U的绝对值越大，正负离子间的结合力越强，离子键越强，相应晶体的熔点越高，硬度越大。 晶体类型相同时，电荷数越高，离子核间距越短，晶格能越大。 例如： 对于NaCl和CsCl,由于阴、阳离子所带的电荷数相同，而r(Na+)<r(Cs+),所以U(NaCl)>U(CsCl)，故 熔点NaCl(801℃)>CsCl(646℃)， 沸点NaCl(1413℃)>CsCl(1290℃)。

18 表象 本质 模型 证据1、2… 转化1、2… 宏观 微观 符号

19 1.NaCl晶体中阴、阳离子配位数

20 2.某离子晶体的晶胞结构如下图所示：则该离子晶体的化学式为 （ ）
2.某离子晶体的晶胞结构如下图所示：则该离子晶体的化学式为 （ ） A．abc B．abc3 C．ab2c3 D．ab3c D 3.在NaCl晶体中，与每个Na+距离相等且距离最近的Cl-所围成的空间构型为（ ） A．正四面体　　 B．正六面体　　 C．正八面体　　 D．正十二面体 C

21 它们所围成的空间几何构型是________。
正八面体

22 谢谢大家！ 欢迎批评指正！