第2课时 离子晶体
【学习目标】
1.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,分析晶体的性质。
【新知导学】
一、离子晶体及其结构模型
1.离子晶体是________间通过______结合,在空间呈现有规律的排列所形成的晶体。形成离子晶体的微粒是________,微粒间的作用力是________。
2.NaCl离子晶体中,阴离子呈等径圆球密堆积,阳离子有序地填在阴离子的空隙中,每个离子周围等距离地排列着异电性离子,被异电性离子包围。
(1)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
晶胞中
微粒数
阴、阳离子
个数比
化学式 NaCl CsCl ZnS
符合类型 Li、Na、K、
Rb的卤化物,
AgF、MgO等 CsBr、CsI、
NH4Cl等 BeO、BeS等
(2)下图是CaF2晶体的晶胞示意图,回答下列问题:
①Ca2+的配位数是____,F-的配位数是____。
②该晶胞中含有的Ca2+数目是____,F-数目是____。
【归纳总结】
1.离子键无方向性和饱和性,在离子晶体中阴、阳离子与异电性离子接触尽可能采用______,可以看作是________圆球密堆积。
2.在NaCl、CsCl和ZnS三种晶体中,阴、阳离子的个数比都是1∶1,都属于AB型离子晶体,由于r+r-值的不同,结果使晶体中离子的配位数不同,其晶体结构不同。r+r-数值越大,离子的配位数越高。
3.在NaCl、CsCl晶体中,正负离子的配位数相同,是由于正负离子电荷(绝对值)相同,因而正负离子的个数相同,结果导致正负离子的配位数相同;若正负离子的电荷不相同,正负离子的个数必定不相同,结果正负离子的配位数就不会相同。CaF2晶体中,Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4,离子所带电荷越多,配位数越多。
【活学活用】
1.如图所示,直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处的位置。这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。
(1)请将其中代表Na+的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成NaCl晶体结构示意图。
(2)晶体中,每个Na+的周围距离相等且最近的Cl-有________个。
(3)每个Na+周围距离相等且最近的Na+共有______个。
(4)一个NaCl晶胞中Cl-的个数等于____________,即________(填计算式); Na+的个数等于____________,即________________(填计算式)。
(5)关于NaCl晶体,下列描述正确的是______(填字母)。
a.它属于六方紧密堆积
b.相邻的阴、阳离子的核间距离等于Na+和Cl-的半径之和
c.与CsCl晶体结构相同
d.离子键无方向性和饱和性
e.可以看成是Na+按面心立方进行最密堆积,Cl-填在Na+形成的空隙中
(6)设NaCl的摩尔质量为Mr g•mol-1,食盐晶体的密度为ρ g•cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA。食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为________ cm。
2.如图是CaF2晶体的晶胞示意图,CaF2晶体的密度为a g•cm-3,则晶胞的体积是__________________________________(只要求列出算式)。