高二化学教案：离子键
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本文题目：高二化学教案：离子键
教学时间 第十八周 6月20日 本模块第14课时
教学
课题 专题 专题3微粒间作用力与物质性质
单元 第二单元离子键 离子晶体
节题 第二课时离子晶体
教学目标 知识与技能 1、了解晶格能的涵义。
2、了解影响离子晶体的晶格能大小的因素
3、知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。
4、知道离子晶体晶格能的大小和离子晶体熔点高低、硬度大小的关系。
过程与方法 进一步丰富晶体结构的知识，提高分析问题和解决问题的能力和联想比较思维能力。
情感态度
与价值观 通过学习金属特性，体会化学在生活中的应用，增强学习化学的兴趣;
教学重点 离子晶体晶格能的大小和离子晶体熔点高低、硬度大小的关系
教学难点 晶格能的涵义
教学方法 探究讲练结合
教学准备
教 学 过 程
教师主导活动 学生主体活动
【基础知识】
1、构成离子晶体的微粒 ，微粒间的作用是 。
2、晶格能是指 的能量。
3、离子晶体有多种类型。其中 和 是两种最常见结构类型
【知识要点】
1、离子键的强度：(晶格能)
以 NaCl 为例:
键能:1mol 气态 NaCl 分子, 离解成气体原子时, 所吸收的能量. 用Ei 表示:
【板书】(2)晶格能(符号为U):
拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能
【讲解】在离子晶体中，阴、阳离子间静电作用的大小用晶格能来衡量。晶格能(符号为U)是指拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。
例如：拆开 1mol NaCl 晶体使之形成气态钠离子和氯离子时, 吸收的能量. 用 U 表示:
NaCl(s) Na+(g) + Cl-(g) U= 786 KJ.mol-1
阴阳离子静电作用
教
学
过
程 教师主导活动 学生主体活动
晶格能 U 越大,表明离子晶体中的离子键越牢固。一般而言，晶格能越大，离子晶体的 离子键越强. 破坏离子键时吸收的能量就越多,离子晶体的熔沸点越高，硬度越大。键能和晶格能, 均能表示离子键的强度, 而且大小关系一致.
【板书】
(3)影响离子键强度的因素——离子的电荷数和离子半径离子电荷数越大，核间距越小，晶格能越大，离子键越牢，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。
2.离子晶体共性
(1)晶体不导电，在熔融状态或水溶液中导电,不存在单个分子
(2)硬度较高，密度较大， 难压缩，难挥发，熔沸点较高
3、空间结构：
【典型例题】
1.如图，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+离子或Cl-离子所处的位置。这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。
⑴ 请将其中代表Na+离子的圆圈涂黑(不必考虑体积大小)，以完成NaCl晶体的结构示意图。
⑵ 晶体中，在每个Na+离子的周围与它最接近的且距离相等的Na+离子共有_____个。
⑶ 晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na+或Cl-离子为该晶胞与其相邻的晶胞所共有。一个晶胞中，Cl-离子的个数等于______，即______(填计算式)，Na+离子的个数等于_______，即__________(填计算式)。
⑷ 设NaCl的摩尔质量为M g/mol，食盐晶体的密度为 g/cm3，阿伏
通常, 晶格能比较常用.
理解
学会信息处理
加德罗常数为NA。食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为______cm。
教
学
过
程 教师主导活动 学生主体活动
[解析] 假设立方体上表面中心处的小球代表 Na+离子，根据题中所给的条件为Na+离子和Cl-离子“在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的”可画出左图
(2) 12 [说明] 假设立方体的边长为a，以立方体所示的上表面中心处的Na+离子为
中心，它周围距离最近的Na+ 离子分处于立方体上表面的四个顶点及与上表面垂直的
四个面的面心位置，距离是 ;另外以原立方体的上表面为共用面，在其上方再接一同样的立方体，就会有一平面与原立方体的上表面平行且距离为 ，这一平面上的Na+离子分布与原立方体中与上表面距离 处的平面中四个Na+离子的分布相同，这四个Na+ 离子与中心Na+ 离子的距离也是 ，所以晶体中，在每个Na+离子的周围与它最接近的且距离相等的Na+离子共有12个。
(3)4= ， 4= 晶胞中处于顶点上的离子被八个晶胞所共用，
这一离子在一个晶胞中的体积为 个离子体积;晶胞中处于棱上的离子被四个晶胞所共用，这一离子在一个晶胞中的体积为 个离子体积;晶胞中处于一个面心上的离子被两个晶胞所共有，这一离子在一个晶胞中的体积为 个离子体积;晶胞中处于体心上的离子只被一个晶胞使用，所以在这一晶胞中的体积为1个离子体积。根据题目(1)画出的晶胞，其中Cl-离子占有立方晶胞的体心位置和12条棱的棱心位置，所以Cl-离子个数 为 ;其中Na+ 离子占有立方晶胞的8个顶点位置和6个面的面心位置，所以Na+离子个数 为
(4)
[小结]理解晶格能的含义
练习
板书计划 1、离子键的强度：(晶格能)
影响离子键强度的因素——离子的电荷数和离子半径离子电荷数越大，核间距越小，晶格能越大，离子键越牢，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。
2.离子晶体共性(1)晶体不导电，在熔融状态或水溶液中导电,不存在单个分子
(2)硬度较高，密度较大， 难压缩，难挥发，熔沸点较高
3、空间结构：氯化钠型、氯化铯型
【课堂练习】
1.下列晶体中，熔点最高的是 ( )
A.KF B.MgO C.CaO D.NaCl
2.NaF、NaI、MgO均为离子化合物，根据下列数据，这三种化合物的熔点高低顺序是
物质 ①NaF ②NaI ③MgO
离子电荷数 1 1 2
键长(10-10m) 2.31 3.18 2.10
A. ①>②>③ B. ③>①>② C. ③>②>① D. ②>①>③
3.某离子晶体的晶胞结构如下图所示：
则该离子晶体的化学式为
A.abc B.abc3 C.ab2c3 D.ab3c
3.在NaCl晶体中，与每个Na+距离相等且距离最近的Cl—所围成的空间 构型为 ( )
A.正四面体 B.正六面体
C.正八面体 D.正十二面体
4.为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，进行下列实验。其中合理、可靠的是( )
A.观察常温下的状态。SbCl5是苍黄色液体，SnCl4为无色液体。结论：SbCl5和SnCl4都是离子化合物
B.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5℃、2.8 ℃、-33℃。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物
C.将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
D.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液，发现它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
5.碱金属与卤素所形成的化合物大都具有的性质是 ( )
① 高沸点 ② 能溶于水 ② 水溶液能导电 ④ 低熔点 ⑤ 熔融状态不导电
A. ①②③ B. ③④⑤ C. ①④⑤ D. ②③⑤
6.下列化合物中，阳离子四周紧邻的阴离子数目最小的是
A.CsI B.NaF C.LiI D.KCl
1.B [说明] 对离子化合物而言，晶格能越大熔点就越高。晶格能是指由相互远离的气态离子或分子形成1mol化合物晶体时所释放出的能量。一般说来，离子半径越小、所带电荷越高晶格能就越大。
2.B [说明] 对离子化合物而言，晶格能越大熔点就越高。一般说来，离子半径越小、所带电荷越高晶格能就越大。同时，化学键键长越长，化学键的键能就越低;反之，化学键键长越短，化学键的键能就越高。根据题给信息，比较得③、①、②熔点逐渐降低。
3.D [说明] 根据所给离子晶体的晶胞结构可以看出，位于晶胞的体心位置有一个a离子;晶胞的每条棱上都有一个b离子，因此，一个晶胞中有12×0.25=3个b离子;晶胞的每条顶点位置都有一个c离子，因此，一个晶胞中有8×0.125=1个c离子。因此，该离子晶体的化学式为ab3c。
4. C [说明]NaCl晶体为面心立方晶体，与每个Na+
距离相等且距离最近Cl-有6个，这六个Cl-所围成一个
正八面体的空间构型(如左图)。
5.B [说明] 离子化合物的熔点一般比较高。“观察常温下的状态。SbCl5是苍黄色液体，SnCl4为无色液体。”可见SbCl5和SnCl4的熔点比较低，因此不是离子化合物。关于C、D选项，可以与HCl与水反应类比，HCl与水反应后，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，会产生白色沉淀，HCl的水溶液也可以导电，而HCl属于典型的共价化合物。所以答案为B。
6.A [说明] 碱金属元素的原子容易失去电子，卤素元素的原子容易得到电子，因此碱金属与卤素所形成的化合物大都为离子化合物，具有离子化合物的性质。
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