《分子間作用力分子晶體》學(xué)案1(蘇教版選修3)

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1、第一節(jié)離子晶體、分子晶體和原子晶體(一)導(dǎo)學(xué)案 (1) 分析圖為8個(gè)小立方體構(gòu)成，為晶體的晶胞， (2) 計(jì)算在該晶胞中含有Na+的數(shù)目。在晶胞中心有1個(gè)Na+外，在棱上共有4個(gè)Na+，一個(gè)晶胞有6個(gè)面，與這6個(gè)面相接的其他晶胞還有6個(gè)面，共12個(gè)面。又因棱上每個(gè)Na+又為周圍4個(gè)晶胞所共有，所以該晶胞獨(dú)占的是12X1/4=3個(gè).該晶胞共有的Na+為4個(gè)。 晶胞中含有的Cl-數(shù)：Cl-位于頂點(diǎn)及面心處，每.個(gè)平面上有4個(gè)頂點(diǎn)與1個(gè)面心，而每個(gè)頂點(diǎn)上的氯離于又為8個(gè)晶胞(本層4個(gè)，上層4個(gè))所共有。該晶胞獨(dú)占8X1/8=1個(gè)。一個(gè)晶胞有6個(gè)面，每面有一個(gè)面心氯離子，又為兩個(gè)晶胞共有，所以該

2、晶 胞中獨(dú)占的Cl-數(shù)為6X1/2=3。 不難推出，n(Na+):n(Cl-)=4:4:1:1?；瘜W(xué)式為NaCl. (3) 以中心Na+為依據(jù)，畫上或找出三個(gè)平面(主個(gè)平面互相垂直)。在每個(gè)平面上的Na+都與中心Na+最近且為等距離。 每個(gè)平面上又都有4個(gè)Na+，所以與Na+最近相鄰且等距的Na+為3X4=12個(gè)。 ［答案］含8個(gè)小立方體的NaCl晶體示意圖為一個(gè)晶胞 ⑵在晶胞中Na+與Cl-個(gè)數(shù)比為1:1. (3)12個(gè)3、離子晶體結(jié)構(gòu)對(duì)其性質(zhì)的影響 〔1〕離子晶體熔、沸點(diǎn)的上下取決于離子鍵的強(qiáng)弱，而離子晶體的穩(wěn)定性又取決于什么在離子晶體中，構(gòu)成晶體的粒子和構(gòu)成離子鍵的粒子是

3、相同的，即都是陰、陽離子。離子晶體發(fā)生三態(tài)變化，破壞的是離子鍵。也就是離子鍵強(qiáng)弱即決定了晶體熔、沸點(diǎn)的上下，又決定了晶體穩(wěn)定性的強(qiáng)弱。 〔2〕離子晶體中為何不存在單個(gè)的小分子在離子晶體中，陰、陽離子既可以看作是帶電的質(zhì)點(diǎn)，又要以看作是帶電的球體，其中，陽離子總是盡可能的多吸引陰離子、陰離子又總是盡可能多的吸引陰離子(只要空間條件允許的話)這種結(jié)構(gòu)向空間延伸，即晶體多大，分子就有多大，晶體內(nèi)根本不存在單個(gè)的小分子，整個(gè)晶體就是一個(gè)大分子。 4、離子晶體的判斷及晶胞折算〔1〕如何判斷一種晶體是離子晶體 方法一：由組成晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)種類分：離子化合物一定為離子晶體。 方法二：由晶體的性質(zhì)來分

4、：①根據(jù)導(dǎo)電性：固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電而熔化或溶解時(shí)能導(dǎo)電的一般為離子晶體。 ② 根據(jù)機(jī)械性能：具有較高硬度，且脆的為離子晶體。 〔2〕什么是晶胞如何由晶胞來求算晶體的化學(xué)式 構(gòu)成晶體的結(jié)構(gòu)粒子是按著一定的排列方式所形成的固態(tài)群體。在晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單位叫晶胞。 根據(jù)離子晶體的晶胞，求陰、陽離子個(gè)數(shù)比的方法處于頂點(diǎn)上的離子：同時(shí)為8個(gè)晶胞共有，每個(gè)離子有1/8屬于晶胞。 ① 處于棱上的離子：同時(shí)為4個(gè)晶胞共有，每個(gè)離子有1/4屬于晶胞。 ② 處于面上的離子；同時(shí)為2個(gè)晶胞共有，每個(gè)離子有1/2屬于晶胞。 ③ 處于體心的離子：那么完全屬于該晶胞。 ［學(xué)生練習(xí)］題目：在高溫超導(dǎo)

5、領(lǐng)域中，有一種化合物叫鈣鈦礦，其晶體結(jié)構(gòu)中有代表性的最小單位結(jié)構(gòu)如下列圖試答復(fù)： (1) 在該晶體中每個(gè)鈦離子周圍與它最近且相等距離的鈦離子有多少個(gè) (2) 在該晶體中氧、鈣、鈦的粒子個(gè)數(shù)化是多少 ［解析］由圖看出，在每個(gè)鈦離于的同層左、右與前后、上下各層中都緊密排列著完全相同的鈦離子，共有晶胞邊長(zhǎng)的6個(gè)鈦離子。 至于同一晶胞中獨(dú)占三元素粒子個(gè)數(shù)比，那么從每種元素粒子是晶胞中的位置考慮。Ca2+位于立方體的中央為一個(gè)晶胞所獨(dú)占；鈦離子位于晶胞的頂點(diǎn)上，為相鄰兩層8個(gè)晶胞所共有(左右、前后、上中下、左右前后4個(gè)而上下中相同重復(fù)共8個(gè))，而每個(gè)晶胞獨(dú)占有8X1/8=1個(gè)。氧離子位于棱上，在

6、同一晶胞中，每個(gè)氧離子為同層的4個(gè)晶胞所共有，一個(gè)晶胞獨(dú)占12X1/4=3個(gè)。故氧、鈣、鈦的粒子數(shù)之比為3:1:1 ［答案］63:1:15、總結(jié) 1．離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體叫離子晶體。構(gòu)成離子晶體的微粒是陽離子和陰離子。離子晶體中，陽離子和陰離子間存在著較強(qiáng)的離子鍵，因此，離子晶體一般硬度較高，密度較大，熔、沸點(diǎn)較高。 2．一般地講，化學(xué)式與結(jié)構(gòu)相似的離子晶體，陰、陽離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。如：KCI

7、導(dǎo)電D.熔融狀態(tài)能導(dǎo)電以下物質(zhì)中，含有極性鍵的離子化合是。 A.CaCI2B.Na202C.NaOHD.K2SCs是IA族元素，F(xiàn)是VIIA族元素，估計(jì)Cs和F形成 的化合物可能是 A.離子化合物B.化學(xué)式為CsF2 C.室溫為固體D.室溫為氣體某物質(zhì)的晶體中含A、B、C三種元素，其排列方式 如下列圖（其中前后兩面心上的B原子未能畫 出），晶體中A、B、C的中原子個(gè)數(shù)之比依次為 A.1:3:1B.2:3:1 C.2:2:1D.1:3:3NaF，Nal，MgO均為離子化合物，根據(jù)以下數(shù)據(jù)，這 三種化合物的熔點(diǎn)上下順序是（） 物質(zhì) ①NaF ②Nal ③MgO 離子電荷

8、數(shù) 1 1 3 m 2.31 3.18 2.10 A.①〉②〉③B.③〉①>② C.③，②〉①D.②〉①〉③在NaCl晶體中與每個(gè)Na+距離等同且最近的幾個(gè)Cl-所圍成的空間幾何構(gòu)型為（） A.正四面體B.正六面體 C.正八面體D.正十二面體如圖是氯化銫晶體的晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元)，晶體中2個(gè)最近的Cs+離子核間距為acm，氯化銫的式量為M,NA為阿伏加德羅常數(shù)，那么氯化銫晶體的密度為 B.C.D. 、填空題參考以下熔點(diǎn)數(shù)據(jù)答復(fù): 物質(zhì) NaF NaCl NaBr NaI 熔點(diǎn)C 995 801 755 651 物質(zhì) NaCl KCl

9、 RbCl CsCl 熔點(diǎn)C 801 776 715 646 鈉的鹵化物從NaF到Nal及堿金屬的氯化物從NaCl到CsCl的熔點(diǎn)逐漸這與有關(guān)。隨增大減小，故熔點(diǎn)逐漸。 2. 某離子晶體晶胞結(jié)構(gòu)如以下列圖所示，x位于立方體的 頂點(diǎn)，Y位于立方體中心。試分析： (1) 晶體中每個(gè)Y同時(shí)吸引著個(gè)X，每 個(gè)x同時(shí)吸引著個(gè)Y，該晶體的化學(xué)式 為。 (2) 晶體中在每個(gè)X周圍與它最接近且距離相等 的X共有個(gè)。 (3) 晶體中距離最近的2個(gè)X與1個(gè)Y形成的夾角ZXYX的度數(shù)為。 (4) 設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為Mgmol-1，晶體密度為p-cm，阿伏加德羅常數(shù)為NA那么晶體

10、中兩個(gè)距離最近的X中心間的距離為。 3. 晶體具有規(guī)那么的幾何外型、晶體中最根本的重復(fù)單 位稱為晶胞。NaCl晶體結(jié)構(gòu)如下列圖。FexO 晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺陷，x值小于1 測(cè)知FexO晶體密度為p=5.71g?cm，晶胞邊長(zhǎng)為 4.28X10-10m。 (1) FexO中x值(精確至O.01)為 (2) 晶體中的Fe分別為Fe2+、Fe3+，在Fe2+和 Fe3+的總數(shù)中，F(xiàn)e2+所占分?jǐn)?shù)(用小數(shù)表示，精確至0.001)為。 (3) 此晶體的化學(xué)式為。 (4) 與某個(gè)Fe2+(或Fe3+)距離最近且等距離的O2-圍成的空間幾何形狀是。 (5) 在晶體中，

11、鐵元素間最短距離為cm有一種藍(lán)色晶體，它的結(jié)構(gòu)特征是Fe2+和Fe3+分別占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn)，而CN-離子位于立方體的棱上。 (1)根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，推出其化學(xué)式(用最簡(jiǎn)單整數(shù)表示)。 (1) 此化學(xué)式帶何種電荷用什么樣的離子(用Mn+表示)與其結(jié)合成中性的化學(xué)式寫出此電中性的化學(xué)式。 答： (2) 指出(2)中添加離子在晶體結(jié)構(gòu)中的什么位置。 答： 離子晶體針對(duì)性練習(xí)答案一、選擇題 1.D2.C3.AC4.A5.B6.C7.C 二、填空題 8. 降低陰離子半徑由F-到I-逐漸增大離半徑陰、陽離子相互吸引降低 9. (1)48XY2(或Y2X) (2)12(3)109°28(4) 10. (1)0.92(2)0.826 ⑷正八面體(5)3.03X10-10 11. (1)FeFe(CN)6- ⑵帶一個(gè)單位負(fù)電荷，可用Na+,K+,Rb+(用M+表示)與之結(jié)合MFeFe(CN)6 (3) M+在每隔一個(gè)立方體的體心上。