課題專題專題3微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)
單元第二單元離子鍵 離子晶體
節(jié)題 第二課時(shí)離子晶體
教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1、了解晶格能的涵義。
2、了解影響離子晶體的晶格能大小的因素
3、知道晶格能的大小可以衡量離子晶體中離子鍵的強(qiáng)弱。
4、知道離子晶體晶格能的大小和離子晶體熔點(diǎn)高低、硬度大小的關(guān)系。
過程與方法進(jìn)一步豐富晶體結(jié)構(gòu)的知識(shí)，提高分析問題和解決問題的能力和聯(lián)想比較思維能力。
情感態(tài)度
與價(jià)值觀通過學(xué)習(xí)金屬特性，體會(huì)化學(xué)在生活中的應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣；
教學(xué)重點(diǎn)離子晶體晶格能的大小和離子晶體熔點(diǎn)高低、硬度大小的關(guān)系
教學(xué)難點(diǎn)晶格能的涵義
教學(xué)方法探究講練結(jié)合
教學(xué)準(zhǔn)備
教 學(xué) 過 程
教師主導(dǎo)活動(dòng)學(xué)生主體活動(dòng)
【基礎(chǔ)知識(shí)】
1、構(gòu)成離子晶體的微粒 ，微粒間的作用是 。
2、晶格能是指 的能量。
3、離子晶體有多種類型。其中 和 是兩種最常見結(jié)構(gòu)類型
【知識(shí)要點(diǎn)】
1、離子鍵的強(qiáng)度：（晶格能）
以 NaCl 為例:
鍵能:1mol 氣態(tài) NaCl 分子, 離解成氣體原子時(shí), 所吸收的能量. 用Ei 表示:
【板書】（2）晶格能（符號(hào)為U）:
拆開1mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和陽離子所吸收的能
【講解】在離子晶體中，陰、陽離子間靜電作用的大小用晶格能來衡量。晶格能（符號(hào)為U）是指拆開1mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和陽離子所吸收的能量。
例如：拆開 1mol NaCl 晶體使之形成氣態(tài)鈉離子和氯離子時(shí), 吸收的能量. 用 U 表示:
NaCl（s） Na+（g） + Cl-（g） U= 786 KJ.mol-1
陰陽離子靜電作用
教
學(xué)
過
程教師主導(dǎo)活動(dòng)學(xué)生主體活動(dòng)
晶格能 U 越大,表明離子晶體中的離子鍵越牢固。一般而言，晶格能越大，離子晶體的 離子鍵越強(qiáng). 破壞離子鍵時(shí)吸收的能量就越多,離子晶體的熔沸點(diǎn)越高，硬度越大。鍵能和晶格能, 均能表示離子鍵的強(qiáng)度, 而且大小關(guān)系一致.
【板書】
（3）影響離子鍵強(qiáng)度的因素??離子的電荷數(shù)和離子半徑離子電荷數(shù)越大，核間距越小，晶格能越大，離子鍵越牢，離子晶體的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。
2．離子晶體共性
（1）晶體不導(dǎo)電，在熔融狀態(tài)或水溶液中導(dǎo)電,不存在單個(gè)分子
（2）硬度較高，密度較大， 難壓縮，難揮發(fā)，熔沸點(diǎn)較高
3、空間結(jié)構(gòu)：
【典型例題】
1．如圖，直線交點(diǎn)處的圓圈為NaCl晶體中Na+離子或Cl-離子所處的位置。這兩種離子在空間三個(gè)互相垂直的方向上都是等距離排列的。
⑴ 請(qǐng)將其中代表Na+離子的圓圈涂黑（不必考慮體積大小），以完成NaCl晶體的結(jié)構(gòu)示意圖。
⑵ 晶體中，在每個(gè)Na+離子的周圍與它最接近的且距離相等的Na+離子共有_____個(gè)。
⑶ 晶體中每一個(gè)重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面體的頂點(diǎn)上、面上、棱上的Na+或Cl-離子為該晶胞與其相鄰的晶胞所共有。一個(gè)晶胞中，Cl-離子的個(gè)數(shù)等于______，即______（填計(jì)算式），Na+離子的個(gè)數(shù)等于_______，即__________（填計(jì)算式）。
⑷ 設(shè)NaCl的摩爾質(zhì)量為M g/mol，食鹽晶體的密度為 g/cm3，阿伏
通常, 晶格能比較常用.
理解
學(xué)會(huì)信息處理
加德羅常數(shù)為NA。食鹽晶體中兩個(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離為______cm。
教
學(xué)
過
程教師主導(dǎo)活動(dòng)學(xué)生主體活動(dòng)
[解析] 假設(shè)立方體上表面中心處的小球代表 Na+離子，根據(jù)題中所給的條件為Na+離子和Cl-離子“在空間三個(gè)互相垂直的方向上都是等距離排列的”可畫出左圖
（2） 12 [說明] 假設(shè)立方體的邊長為a，以立方體所示的上表面中心處的Na+離子為
中心，它周圍距離最近的Na+ 離子分處于立方體上表面的四個(gè)頂點(diǎn)及與上表面垂直的
四個(gè)面的面心位置，距離是 ；另外以原立方體的上表面為共用面，在其上方再接一同樣的立方體，就會(huì)有一平面與原立方體的上表面平行且距離為 ，這一平面上的Na+離子分布與原立方體中與上表面距離 處的平面中四個(gè)Na+離子的分布相同，這四個(gè)Na+ 離子與中心Na+ 離子的距離也是 ，所以晶體中，在每個(gè)Na+離子的周圍與它最接近的且距離相等的Na+離子共有12個(gè)。
（3）4= ， 4= 晶胞中處于頂點(diǎn)上的離子被八個(gè)晶胞所共用，
這一離子在一個(gè)晶胞中的體積為 個(gè)離子體積；晶胞中處于棱上的離子被四個(gè)晶胞所共用，這一離子在一個(gè)晶胞中的體積為 個(gè)離子體積；晶胞中處于一個(gè)面心上的離子被兩個(gè)晶胞所共有，這一離子在一個(gè)晶胞中的體積為 個(gè)離子體積；晶胞中處于體心上的離子只被一個(gè)晶胞使用，所以在這一晶胞中的體積為1個(gè)離子體積。根據(jù)題目（1）畫出的晶胞，其中Cl-離子占有立方晶胞的體心位置和12條棱的棱心位置，所以Cl-離子個(gè)數(shù) 為 ；其中Na+ 離子占有立方晶胞的8個(gè)頂點(diǎn)位置和6個(gè)面的面心位置，所以Na+離子個(gè)數(shù) 為
（4）
[小結(jié)]理解晶格能的含義
練習(xí)
板書計(jì)劃1、離子鍵的強(qiáng)度：（晶格能）
影響離子鍵強(qiáng)度的因素??離子的電荷數(shù)和離子半徑離子電荷數(shù)越大，核間距越小，晶格能越大，離子鍵越牢，離子晶體的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。
2．離子晶體共性（1）晶體不導(dǎo)電，在熔融狀態(tài)或水溶液中導(dǎo)電,不存在單個(gè)分子
（2）硬度較高，密度較大， 難壓縮，難揮發(fā)，熔沸點(diǎn)較高
3、空間結(jié)構(gòu)：氯化鈉型、氯化銫型
【課堂練習(xí)】
1．下列晶體中，熔點(diǎn)最高的是 ( )
A．KF B．MgO C．CaO D．NaCl
2．NaF、NaI、MgO均為離子化合物，根據(jù)下列數(shù)據(jù)，這三種化合物的熔點(diǎn)高低順序是
物質(zhì)①NaF②NaI③MgO
離子電荷數(shù)112
鍵長(10-10m)2.313.182.10
A． ①>②>③ B. ③>①>② C. ③>②>① D. ②>①>③
3．某離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示：
則該離子晶體的化學(xué)式為
A．a(chǎn)bc B．a(chǎn)bc3 C．a(chǎn)b2c3 D．a(chǎn)b3c
3．在NaCl晶體中，與每個(gè)Na+距離相等且距離最近的Cl?所圍成的空間 構(gòu)型為 （ ）
A．正四面體 B．正六面體
C．正八面體 D．正十二面體
4．為了確定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否為離子化合物，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。其中合理、可靠的是（ ）
A．觀察常溫下的狀態(tài)。SbCl5是蒼黃色液體，SnCl4為無色液體。結(jié)論：SbCl5和SnCl4都是離子化合物
B．測(cè)定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔點(diǎn)依次為73.5℃、2.8 ℃、－33℃。結(jié)論：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是離子化合物
C．將SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀。結(jié)論：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是離子化合物
D．測(cè)定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液，發(fā)現(xiàn)它們都可以導(dǎo)電。結(jié)論：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是離子化合物
5．堿金屬與鹵素所形成的化合物大都具有的性質(zhì)是 ( )
�、� 高沸點(diǎn) ② 能溶于水 ② 水溶液能導(dǎo)電 ④ 低熔點(diǎn) ⑤ 熔融狀態(tài)不導(dǎo)電
A． ①②③ B． ③④⑤ C． ①④⑤ D． ②③⑤
6．下列化合物中，陽離子四周緊鄰的陰離子數(shù)目最小的是
A．CsIB．NaFC．LiID．KCl
1．B [說明] 對(duì)離子化合物而言，晶格能越大熔點(diǎn)就越高。晶格能是指由相互遠(yuǎn)離的氣態(tài)離子或分子形成1mol化合物晶體時(shí)所釋放出的能量。一般說來，離子半徑越小、所帶電荷越高晶格能就越大。
2．B [說明] 對(duì)離子化合物而言，晶格能越大熔點(diǎn)就越高。一般說來，離子半徑越小、所帶電荷越高晶格能就越大。同時(shí)，化學(xué)鍵鍵長越長，化學(xué)鍵的鍵能就越低；反之，化學(xué)鍵鍵長越短，化學(xué)鍵的鍵能就越高。根據(jù)題給信息，比較得③、①、②熔點(diǎn)逐漸降低。
3．D [說明] 根據(jù)所給離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)可以看出，位于晶胞的體心位置有一個(gè)a離子；晶胞的每條棱上都有一個(gè)b離子，因此，一個(gè)晶胞中有12×0.25=3個(gè)b離子；晶胞的每條頂點(diǎn)位置都有一個(gè)c離子，因此，一個(gè)晶胞中有8×0.125=1個(gè)c離子。因此，該離子晶體的化學(xué)式為ab3c。
4． C [說明]NaCl晶體為面心立方晶體，與每個(gè)Na+
距離相等且距離最近Cl-有6個(gè)，這六個(gè)Cl-所圍成一個(gè)
正八面體的空間構(gòu)型（如左圖）。
5．B [說明] 離子化合物的熔點(diǎn)一般比較高�！坝^察常溫下的狀態(tài)。SbCl5是蒼黃色液體，SnCl4為無色液體�！笨梢奡bCl5和SnCl4的熔點(diǎn)比較低，因此不是離子化合物。關(guān)于C、D選項(xiàng)，可以與HCl與水反應(yīng)類比，HCl與水反應(yīng)后，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，HCl的水溶液也可以導(dǎo)電，而HCl屬于典型的共價(jià)化合物。所以答案為B。
6．A [說明] 堿金屬元素的原子容易失去電子，鹵素元素的原子容易得到電子，因此堿金屬與鹵素所形成的化合物大都為離子化合物，具有離子化合物的性質(zhì)。
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相關(guān)閱讀：[教學(xué)設(shè)計(jì)]第三章 水溶液中的離子平衡