第三章 晶体结构与性质
第四节 离子晶体
【学习目标叙写】
1．理解离子键的形成，了解离子键强弱的决定因素。
2．能够计算离子晶体晶胞中的粒子个数。
3．能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质的差异性。
4．通过对离子晶体中离子配位数和决定离子配位数因素的探究，学习科学探究的基本方法。【预习案】
预习78页80页完成以下问题：
1．复习组成分子晶体和原子晶体的粒子和粒子间的作用力是什么？
它们具有哪些物理特殊性质？
2．你能列举离子晶体的物理性质吗？并进行相关的比较吗？
3．你知道氯化钠和氯化铯晶胞中阴阳离子的配位数分别是多少？你能理解影响离子晶体结构的几何因素、电荷因素的相关内容吗？
【探究案】
探究一：NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数
离子晶体
阴离子的配位数
阳离子的配位数
NaCl
5
CsCl
结论：1. NaCl和CsCl中阳离子和阴离子的比例都是 ；同属于AB型离子晶体。
2．这两种晶体中阴、阳离子的配位数 （填“相等”或“不相等”）。
探究二：NaCl和CsCl中正、负离子半径比和配位数
NaCl
CsCl
r+/r- ＝
r+/r- ＝
C．N．＝6
C．N．＝8
结论： 在离子晶体中，阴阳离子所带电荷数相同时r+/r-的比值越大，阴阳离子的配位数越 （填“多”或“少”）。
2.⑴影响离子晶体中阴阳离子配位数的因素有 、 、 。
其中 是决定离子晶体结构的重要因素。
⑵碳酸盐热分解温度和阳离子半径大小的关系为 。
3.有①NaCl ②KCl ③CsCl 三种离子晶体，离子键由强到弱的顺序为 ，
熔点由高到低的顺序为 ，
4.几种离子晶体模型：
NaCl型晶体结构模型：
⑴ 在NaCl晶体中，每个Na+周围同时吸引着_____个Cl-，每个Cl-周围也同时吸引着_____个Na+。即配位数为_______。
⑵ 每个Na+周围与它最近且等距的Na+有_____个。每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有_____个。
⑶ 利用均摊法计算，在NaCl的一个晶胞中，包括_____个Na+ ，包括______个Cl-。
CsCl型晶体结构模型：
5
⑴ 在CsCl晶体中，每个Cs+周围同时吸引着_____个Cl-，每个Cl-周围也同时吸引着_____个Cs+。即配位数为_____。
⑵ 每个Cs+与_____个Cs+等距离相邻。每个Cl-与_____个Cl-等距离相邻。
⑶ 利用均摊法计算，在CsCl的一个晶胞中，包括______个Cs+ ，包括______个Cl-。
CaF2型晶体结构模型：
⑴ 在CaF2晶体中，每个Ca2+周围同时吸引着_____个F-，每个F-周围也同时吸引着_____个Cs+。即阴离子配位数为_____；阳离子配位数为_____。
⑵ 利用均摊法计算，在CaF2的一个晶胞中，包括______个Ca2+ ，包括______个F-。
【训练案】
1．下列物质有固定熔、沸点的是
A．CuSO4溶液 B．石蜡 C．玻璃 D．白磷
2.下列关于晶体的说法一定正确的是
A．分子晶体中都存在共价键
B．CaTiO3晶体中每个Ti4＋和12个O2－相紧邻
C．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
3. 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
4. 有关晶体的下列说法中正确的是
A．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
B．原子晶体中共价键越强，熔点越高
C．冰熔化时水分子中共价键发生断裂
D．氯化钠熔化时离子键未被破坏
5. 如图是NaCl晶体的一个晶胞的结构模型。KO2的晶体结构与NaCl相似，KO2可以看作是Na＋的位置用K＋代替，Cl－的位置用O代替，则下列对于KO2晶体结构的描述正确的是
A．与K＋距离相等且最近的O共有8个
B．与K＋距离相等且最近的O构成的多面体是正八面体
C．与K＋距离相等且最近的K＋有8个
D．一个KO2晶胞中的K＋和O粒子数均为６个
6．下列性质中，可以充分说明某晶体是离子晶体的是
5
A．具有较高的熔点 B．固体不导电，水溶液能导电
C．可溶于水 D．固体不导电，熔融状态能导电
７．下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是
A．金刚石 ＞晶体硅 ＞二氧化硅 ＞碳化硅 B．CI4＞CBr4＞CCl4＞CH4
C．MgO＞O2＞N2＞H2O D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠
８．一种离子晶体的晶胞如右图其中阳离子A以表示阴离子B以表示。
（1）每个晶胞种含A离子的数目为________，含B离子数目为________。
（2）若A的核外电子排布与Ar相同，B的电子排布与Ne相同，则该离
子化合物的化学式是___________________；
（3）阳离子周围距离最近的阴离子数为_____，阴离子周围距离最近的阳离子数_____。
（4）已知A的离子半径为r m，则该晶胞的体积是 ___________m3。
９. （选做题）有一种蓝色晶体，它的结构特征是Fe2+和Fe3+分别占据立方体互不相邻的顶点，而CN— 离子位于立方体的棱上。
(1)根据晶体结构特点，推出其化学式(用最简单整数示)________________________ __。
(2)此化学式带何种电荷?用什么样的离子(用Mn+表示)与其结合成中性的化学式?写出此电中性的化学式。 ;
(3)指出(2)中添加离子在晶体结构中的什么位置?
10．（选做题） 下图表示3种晶体的微观结构。试回答下列问题：
(1) 高温下，超氧化钾(KO2)晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价。图甲为KO2晶体的一个晶胞，则此晶体中，与每个K+距离最近的K+有________个，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为________。
(2) 正硼酸(H3BO3)是一种具有片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图乙)。下列说法中正确的有____________(填数字序号)。
①正硼酸晶体属于原子晶体 ②H3BO3分子的稳定性与氢键有关
③在H3BO3分子中各原子都未能满足8电子稳定结构
5
④含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键
⑤含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol极性共价键
⑥H3BO3的结构式可表示为： 因此H3BO3是三元酸
(3) 图乙和图丙均为层状结构，但存在本质性的差别。石墨属于混合晶体。此晶体中，每一层由无数个正六边形构成，平均每一个正六边形所占有的碳原子数为________，C—C键数为________。
【自主区】
5
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