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人教版高中化学选修3---第四节-----离子晶体讲解及习题
1.了解离子晶体的结构特点。
2.能根据离子晶体的结构特点解释其物理性质。 3.了解晶格能的定义及应用。
细读教材记主干
1．什么是离子键？其成键微粒有哪些？
提示：带相反电荷离子之间的相互作用叫作离子键，其成键微粒是阴、阳离子。
2．由离子键构成的化合物叫离子化合物；离子化合物一定含离子键，可能含共价键，含离子键的化合物一定是离子化合物。
3．离子晶体是由阴、阳离子通过离子键结合而成的晶体。决定离子晶体结构的重要因素有：几何因素(正负离子的半径比)，电荷因素(正负离子的电荷比)，键性因素(离子键的纯粹程度)。
4．离子晶体硬度较大，难以压缩，具有较高的熔点和沸点，固体不导电，溶于水或在熔融状态下可以导电。
[新知探究]
1．概念
由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。 (1)构成粒子：阳离子和阴离子。 (2)作用力：离子键。 2．决定晶体结构的因素
3．离子晶体的性质 熔、沸点 硬度 溶解性
熔、沸点较高，难挥发 硬度较大，难以压缩 一般在水中易溶，在非极性溶剂中难溶 1 / 12
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导电性 固态时不导电，熔融状态或在水溶液中能导电 4.常见的离子晶体 晶体 晶胞 晶胞详解 ＋－①在NaCl晶体中，Na的配位数为6，Cl的配位数为6 ＋－＋－②与Na(Cl)等距离且最近的Na(Cl)有NaCl 12个 ＋－ ③每个晶胞中有4个Na和4个Cl －＋④每个Cl周围的Na构成正八面体图形 续表 晶体 晶胞 晶胞详解 ①在CsCl晶体中，Cs的配位数为8，Cl－的配位数为8 ＋＋②每个Cs与6个Cs等距离相邻，每个＋－Cs与8个Cl等距离相邻 CaF2 ①在CaF2晶体中，Ca2的配位数为8，F－的配位数为4 ＋－②每个晶胞中含有4个Ca2和8个F ＋＋CsCl [名师点拨]
1．离子晶体中的“不一定”
(1)离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4NO3晶体。
(2)离子晶体的熔点不一定低于原子晶体，如MgO的熔点(2 800 ℃)高于SiO2的熔点(1 600 ℃)。
(3)离子晶体中除含离子键外不一定不含其他化学键，如CH3COONH4中除含离子键外，还含有共价键、配位键。
(4)由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体。 (5)含有阳离子的晶体不一定是离子晶体，也可能是金属晶体。 (6)离子晶体中不一定不含分子，如CuSO4·5H2O晶体。 2．四种晶体结构和性质的比较 类型 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 项目 金属阳离子和自构成晶体的粒子 阴、阳离子 原子 分子 由电子 分子间作用力金属离子和自由粒子间 离子键 共价键 (范德华力或氢电子之间的强烈的作用 键) 相互作用 组成结构相似确定作用力强弱离子电 键长(原 离子半径、价电时，比较相对分的一般判断方法 荷、半径 子半径) 子数 子质量 差别较大(汞常温下为液态，钨熔、沸点 较高 高 低 熔点为3 410 ℃) 硬度 略硬而脆 大 较小 差别较大 导电性 不良导体(熔化不良导体(个别不良导体(部分良导体 2 / 12
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后或溶于水时导电) 溶解性 机械 加工性 延展性 多数易溶 不良 差 为半导体) 一般不溶 不良 差 溶于水发生电离后导电) 相似相溶 不良 差 一般不溶于水，少数与水反应 优良 优良 [对点演练]
1．(2016·邢台高二检测)CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，但CaC2
－
晶体中由于哑铃形C22的存在，使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是( )
＋－
A．1个Ca2周围距离最近且等距离的C2数目为6 2B．该晶体中的阴离子与F2是等电子体 C．6.4 g CaC2晶体中含阴离子0.1 mol
＋＋
D．与每个Ca2距离相等且最近的Ca2共有12个
解析：选C 依据晶胞示意图可以看出，晶胞的一个平面的长与宽不相等，再由图中体
＋－－
心可知1个Ca2周围距离最近的C2而不是6个，故A错误；C22有4个，2含电子数为2×6＋2＝14，F2的电子数为18，二者电子数不同，不是等电子体，故B错误；6.4 g CaC2为0.1
－
mol，CaC2晶体中含阴离子为C22，则含阴离子0.1 mol，故C正确；晶胞的一个平面的长
＋＋
与宽不相等，与每个Ca2距离相等且最近的Ca2应为4个，故D错误。
2．NaCl晶体模型如图所示：
－
－
(1)在NaCl晶体中，每个Na周围同时吸引________个Cl，每个Cl周围也同时吸引
＋＋－
着________个Na；在NaCl晶胞中含有________个Na、________个Cl，晶体中每个Na＋＋
周围与它距离最近且相等的Na共有________个。 (2)对于氯化钠晶体，下列描述正确的是________。 A．它是六方紧密堆积
B．相邻的正负离子核间距等于正负离子半径之和 C．与氯化铯晶体结构相同
＋－
D．每个Na与6个Cl作为近邻
＋＋
解析：(1)在氯化钠晶体中，一个Na位于晶胞的中心，12个Na分别位于晶胞的12条
1＋
×12＝3?，因此一个晶胞中共含有4个Na＋，8个棱上，则属于该晶胞的Na相当于3个??4?
1－－－×8＝1?，Cl分别位于晶胞的8个顶点上，则属于该晶胞的Cl相当于1个?6个Cl分别位?8?
1－
×6＝3?，所以一个晶胞中共含有4于晶胞的6个面心上，则属于该晶胞的Cl相当于3个??2?
－＋－＋
个Cl。可见NaCl晶体中Na、Cl的个数比为1∶1。图中位于晶胞中心的Na实际上共有
＋
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3个平面通过它，通过中心Na的每个平面都有4个Na位于平面的四角，这4个Na与中
＋＋
心Na距离最近且距离相等。所以在NaCl晶体中，每个Na周围与它距离最近且距离相等
＋－－
的Na共有12个，按相似的方法可推出每个Cl周围与它最近且距离相等的Cl也共有12个。(2)氯化钠晶体是面心立方堆积，A错误，相邻的正负离子核间距不等于正负离子半径
＋
之和，B错误，氯化铯晶体结构呈体心立体堆积，C错误，氯化钠晶体中以Na为中心向三
－
维方向伸展，有6个Cl近邻，D正确。
答案：(1)6 6 4 4 12 (2)D
＋＋＋
[新知探究]
1．概念
气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量，通常取正值，单位为 kJ/mol。 2．影响因素
3．晶格能对离子晶体性质的影响
晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。
[对点演练]
3．(2016·潮州高二检测)离子晶体稳定性取决于晶体中晶格能的大小。判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体稳定性由高到低的顺序是( )
A．KCl＞NaCl＞BaO＞CaO B．NaCl＞KCl＞CaO＞BaO C．CaO＞BaO＞NaCl＞KCl D．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl
解析：选C 离子晶体的离子半径越小，晶格能越大，则晶体的稳定性越高，离子半径＋＋＋＋
Na＜K，稳定性NaCl＞KCl，离子半径Ca2＜Ba2，稳定性CaO＞BaO；离子所带电荷
＋－－＋
数越多，晶格能越大，则晶体的稳定性越高，离子电荷数Na＝Cl＜O2＝Ba2，有稳定性BaO＞NaCl，稳定性由高到低的顺序是CaO＞BaO＞NaCl＞KCl，故选C。
4．下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是( ) A．熔点：NaF>MgF2>AlF3 B．晶格能：NaF>NaCl>NaBr
C．阴离子的配位数：CsCl>NaCl>CaF2 D．硬度：MgO>CaO>BaO 解析：选A 掌握好离子半径的大小变化规律是分析离子晶体性质的一个关键点。由于＋＋2＋3＋2＋3＋
r(Na)>r(Mg)>r(Al)，且Na、Mg、Al所带电荷依次增大，所以NaF、MgF2、AlF3
－－－
的离子键依次增强，晶格能依次增大，故熔点依次升高。r(F) 2＋