专题3 微粒间作用力与物质性质第二单元 离子键 离子晶体
课前预习
问题导入
根据元素的金属性和非金属性差异,你知道哪些原子之间能形成离子键?
答:电负性较小的金属元素的原子容易失去价电子形成阳离子,电负性较大的非金属元素原子容易得到电子形成阴离子,当这两种原子相互接近到一定程度时,容易发生电子得失而形成阴、阳离子,阴、阳离子通过静电作用形成稳定的化合物。
成键原子所属元素的电负性差值越大,原子间越容易发生电子得失,形成离子键。
知识预览
1.离子键的实质
离子键的实质是__________,它包括阴、阳离子之间的__________和两种离子的核之间以及它们的电子之间的__________两个方面,当__________与__________之间达到平衡时,就形成了稳定的离子化合物,它不再显电性。
2.离子键的特征
离子键的特征是没有__________性和__________性。因此,以离子键结合的化合物倾向于形成__________,使每个离子周围尽可能多地排列带异性电荷的离子,从而达到__________的目的。
3.离子晶体
(1)概念:阴、阳离子通过__________结合,在空间呈现有规律的排列所形成的晶体叫离子晶体。如:氯化钠、氯化铯等。
(2)离子晶体的空间构型
离子晶体以紧密堆积的方式,阴、阳离子尽可能接近,向空间无限延伸,形成晶体。阴、阳离子的配位数都较大,故晶体中不存在单个分子。NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都是__________,CsCl晶体中阴、阳离子的配位数都是__________,CaF2晶体中Ca2+的配位数是__________,F-的配位数是__________。晶体中__________是决定离子晶体结构的重要因素,简称几何因素。
(3)离子晶体的物理性质
①离子晶体具有较高的__________,难挥发。离子晶体中,阴、阳离子间有强烈的相互作用(离子键),要克服离子间的相互作用力使物质熔化和沸腾,就需要较多的能量。因此,离子晶体具有较高的熔点、沸点和难挥发的性质。
②离子晶体__________,离子晶体中,阴、阳离子间有较强的离子键,离子晶体表现了较高的硬度,当晶体受到冲击力作用时,部分离子晶体发生断裂,导致晶体破碎。
③离子晶体不导电,__________后能导电。离子晶体中,离子键较强,离子不能自由移动,即晶体中无自由移动的离子,因此离子晶体不导电。当升高温度时,阴、阳离子获得足够能量,克服了离子间的相互作用,成了自由移动的离子,在外界电场作用下,离子定向移动而导电。离子化合物溶于水时,阴、阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子(或水合离子),在外界电场作用下,阴、阳离子定向移动而导电。
④大多数离子晶体易溶于__________中,难溶于__________(如汽油,煤油)中。当把离子晶体放在水中时,极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引作用。使晶体中的离子克服了离子间的作用而电离,变成在水中自由移动的离子。
答案:1.静电作用 静电引力 静电斥力 静电引力 静电斥力
2.方向 饱和 晶体 降低体系能量
3.离子键 6 8 8 4 正负离子的半径比 熔沸点 硬而脆 熔化或溶于水 极性溶剂 非极性溶剂
课堂互动
三点剖析
一、离子键
1.离子键的形成
前面我们已经学过,金属元素的电负性小,其原子易失去价电子形成阳离子;非金属元素的电负性较大,其原子易得到电子形成阴离子,当这两种原子相互接近到一定程度时,容易发生电子得失而形成阴、阳离子,阴、阳离子通过静电作用形成稳定化合物。这种阴、阳离子通过静电作用形成的化学键叫离子键。
阴、阳离子是形成离子键必不可少的粒子,缺一不可。如MgCl2中含有Mg2+、Cl-,KAl(SO4)2•12H2O中含有K+、Al3+、SO2-4及H2O分子。可见,离子化合物中含阴、阳离子至少各1种,且不一定不含分子。
2.离子键的实质
离子键的实质是静电作用,它包括阴、阳离子之间的引力和它们的核与核、电子与电子之间的斥力两个方面,当引力和斥力之间达到平衡时,就形成了稳定的离子化合物,它就不再显电性,即显电中性。
离子键的强弱与阴、阳离子所带电荷及核间距有关。据库仑定律可知 (k为系数)。
3.离子键的特征
没有方向性和饱和性。为什么这样说呢?那是因为在通常情况下,阴、阳离子可看成球形对称,它们的电荷分布也是球形对称的,它们在空间的各个方向上的静电作用相同,所以在各个方向上都可以与带相反电荷的离子发生静电作用,且在静电作用能达到的范围内,只要空间条件允许、一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子。因此,离子键没有方向性和饱和性。
二、离子晶体
1.离子键:(1)定义:阴、阳离子之间强烈的电性作用。(2)特征:无饱和性和方向性。(3)本质:电性作用。(4)存在:离子晶体中。
2.离子晶体:(1)定义:阴、阳离子通过离子键结合,在空间呈现有规律的排列所形成的晶体。
注意:离子晶体的构成粒子是阴、阳离子,所以在离子晶体中,无分子存在,也无原子存在。如NaCl、CsCl只表示晶体中阴阳离子个数比,不表示分子式。