2022年《離子鍵離子晶體》教案

第二單元離子鍵離子晶體第 1 課時(shí) 離子鍵的形成【知識(shí)與技能】1. 通過(guò)復(fù)習(xí)鈉與氯形成氯化鈉的過(guò)程,使學(xué)生理解離子鍵的概念、形成過(guò)程和特點(diǎn)。2. 理解離子晶體的概念、構(gòu)成及物理性質(zhì)特征，掌握常見的離子晶體的類型及有關(guān)晶胞的計(jì)算?！具^(guò)程與方法】1. 復(fù)習(xí)離子的特征，氯化鈉的形成過(guò)程，并在此基礎(chǔ)上分析離子鍵的成鍵微粒和成鍵性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移的能力和歸納總結(jié)的能力。2. 在學(xué)習(xí)本節(jié)的過(guò)程中，可與物理學(xué)中靜電力的計(jì)算相結(jié)合，晶體的計(jì)算與數(shù)學(xué)的立體幾何、物理學(xué)的密度計(jì)算相結(jié)合?！厩楦袘B(tài)度與價(jià)值觀】通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)晶體，并深入了解晶體的內(nèi)部特征?！窘虒W(xué)過(guò)程】【問(wèn)題引入】1.鈉原子與氯原子是如何結(jié)合成氯化鈉的？你能用電子式表示氯化鈉的形成過(guò)程嗎？2.根據(jù)元素的金屬性和非金屬性差異，你知道哪些原子之間能形成離子鍵？【板書】第二單元離子鍵離子晶體一、離子鍵的形成【學(xué)生活動(dòng)】寫出鈉在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式；思考：鈉原子與氯原子是如何結(jié)合成氯化鈉的？請(qǐng)你用電子式表示氯化鈉的形成過(guò)程?！具^(guò)渡】以陰、陽(yáng)離子結(jié)合成離子化合物的化學(xué)鍵，就是離子鍵?！景鍟?. 離子鍵的定義：使陰、陽(yáng)離子結(jié)合成離子化合物的靜電作用2. 離子鍵的形成過(guò)程【講解】以NaCl 為例，講解離子鍵的形成過(guò)程：1） 電子轉(zhuǎn)移形成離子：一般達(dá)到稀有氣體原子的結(jié)構(gòu)【學(xué)生活動(dòng)】名師歸納總結(jié) 精品學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理歸納 精選學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁(yè)，共 5 頁(yè) - - - - - - - - - 分別達(dá)到Ne 和 Ar 的稀有氣體原子的結(jié)構(gòu)，形成穩(wěn)定離子。2）判斷依據(jù) ：元素的電負(fù)性差要比較大【講解】元素的電負(fù)性差要比較大，成鍵的兩元素的電負(fù)性差用X 表示，當(dāng)X 1.7, 發(fā)生電子轉(zhuǎn)移 , 形成離子鍵；當(dāng)X 1.7, 實(shí)際上是指離子鍵的成分(百分?jǐn)?shù) )大于 50%. 【小結(jié)】1. 活潑的金屬元素（ IA、IIA）和活潑的非金屬元素（VIA 、VIIA ）形成的化合物。2. 活潑的金屬元素和酸根離子（或氫氧根離子）形成的化合物3. 銨根和酸根離子（或活潑非金屬元素離子）形成的鹽。【板書】 二、用電子式表示離子化合物的形成【練習(xí)】 1、寫出下列微粒的電子式：（1）Na+、Mg2+ 、Cl-、O2-、（2）NaCl MgO MgCl 小結(jié)：離子化合物電子式的書寫1. 簡(jiǎn)單陰離子的電子式不但要表達(dá)出最外層所有電子數(shù)（包括得到的電子），而且用方括號(hào) “ ” 括起來(lái)，并在右上角注明負(fù)電荷數(shù)2. 簡(jiǎn)單陽(yáng)離子的電子式就是離子符號(hào)3. 離子化合物的電子式由陰離子和陽(yáng)離子電子式組成，相同的離子不能合并【練習(xí)】2. 用電子式表示NaCl 、K2S 的形成過(guò)程小結(jié)：用電子式表示離子鍵的形成過(guò)程1.左邊是組成離子化合物的各原子的電子式, 右邊是離子化合物的電子式2.連接號(hào)為 “ ”3.用表示電子轉(zhuǎn)移的方向【板書】 三、離子鍵的實(shí)質(zhì)思考：從核外電子排布的理論思考離子鍵的形成過(guò)程【板書】實(shí)質(zhì)是靜電作用名師歸納總結(jié) 精品學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理歸納 精選學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁(yè)，共 5 頁(yè) - - - - - - - - - 靠靜電吸引，形成化學(xué)鍵體系的勢(shì)能與核間距之間的關(guān)系如圖所示：橫坐標(biāo) : 核間距 r?？v坐標(biāo) : 體系的勢(shì)能V?？v坐標(biāo)的零點(diǎn) : 當(dāng) r 無(wú)窮大時(shí) , 即兩核之間無(wú)限遠(yuǎn)時(shí) , 勢(shì)能為零 . 下面來(lái)考察Na+和 Cl-彼此接近時(shí) , 勢(shì)能V 的變化。從圖中可見 : r r0, 當(dāng) r 減小時(shí) , 正負(fù)離子靠靜電相互吸引, V 減小 , 體系穩(wěn)定 . r = r0時(shí), V 有極小值 , 此時(shí)體系最穩(wěn)定 . 表明形成了離子鍵 . r r0時(shí), V 急劇上升 , 因?yàn)?Na+和 Cl-彼此再接近時(shí) , 相互之間電子斥力急劇增加 , 導(dǎo)致勢(shì)能驟然上升 .因此, 離子相互吸引 ,保持一定距離時(shí) , 體系最穩(wěn)定 , 即當(dāng)靜電引力與靜電斥力達(dá)到平衡時(shí)，形成穩(wěn)定的離子鍵 ，整個(gè)體系達(dá)到能量最低狀態(tài)。【板書】 四、離子鍵的特征【講解】通常情況下，陰、陽(yáng)離子可以看成是球形對(duì)稱的，其電荷分布也是球形對(duì)稱的，只要空間條件允許，一個(gè)離子可以同時(shí)吸引多個(gè)帶相反電荷的離子。因此離子鍵沒有方向性和飽和性?！居懻摗烤蚇aCl 的晶體結(jié)構(gòu)，交流你對(duì)離子鍵沒有飽和性和方向性的認(rèn)識(shí)【板書】（1）離子鍵無(wú)方向性（2）離子鍵無(wú)飽和性【板書】五、 離子鍵的強(qiáng)度 晶格能（1）鍵能和晶格能【講解】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）:名師歸納總結(jié) 精品學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理歸納 精選學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁(yè)，共 5 頁(yè) - - - - - - - - - 拆開 1mol 離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和陽(yáng)離子所吸收的能量【講解】在離子晶體中，陰、陽(yáng)離子間靜電作用的大小用晶格能來(lái)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(yáng)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 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 . 通常 , 晶格能比較常用 .【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【思考】由下列離子化合物熔點(diǎn)變化規(guī)律,分析離子鍵的強(qiáng)弱與離子半徑、離子電荷有什么關(guān)系 ? （1）NaF NaCl NaBr NaI 988801747660（2）NaF CaF2 CaO 98813602614（提示： Ca2+半徑略大于 Na+半徑）【講解】從離子鍵的實(shí)質(zhì)是靜電引力出發(fā) , 影響 F 大小的因素有 : 離子的電荷數(shù) q 和離子之間的距離r (與離子半徑的大小相關(guān)) 1) 離子電荷數(shù)的影響：電荷高，晶格能大，離子晶體的熔沸點(diǎn)高、硬度大。NaCl MgO 晶格能（ KJ.mol-1）786 3791 熔點(diǎn)（）801 2852 摩氏硬度2.5 6.5 2) 離子半徑的影響 ：半徑大 , 導(dǎo)致離子間距大 , 晶格能小，離子晶體的熔沸點(diǎn)低、硬度小。3) 離子半徑概念及變化規(guī)律將離子晶體中的離子看成是相切的球體, 正負(fù)離子的核間距d 是r+和r-之和: 名師歸納總結(jié) 精品學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理歸納 精選學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁(yè)，共 5 頁(yè) - - - - - - - - - 離子半徑的變化規(guī)律a) 同主族 , 從上到下 , 電子層增加 , 具有相同電荷數(shù)的離子半徑增加. b) 同周期 : 主族元素 , 從左至右離子電荷數(shù)升高, 最高價(jià)離子 , 半徑最小 . 如: 過(guò)渡元素 , 離子半徑變化規(guī)律不明顯. c) 同一元素 , 不同價(jià)態(tài)的離子 , 電荷高的半徑小 . 如: d) 一般負(fù)離子半徑較大; 正離子半徑較小 . e) 周期表對(duì)角線上 , 左上元素和右下元素的離子半徑相似. 如: Li+和Mg2+, Sc3+和Zr4+的半徑相似 .【小結(jié)】 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。名師歸納總結(jié) 精品學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理歸納 精選學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁(yè)，共 5 頁(yè) - - - - - - - - -