主编：黄冈中学化学集体备课组
一、晶格能
1、定义：气态离子形成1mol离子晶体时释放的能量。
　　某些离子晶体的晶格能/（kJ?mol-1）
　　 离子带电荷数相同时，离子半径大小与晶格能有何关系？
　　离子带电荷数相同时，离子半径越小的离子晶体的晶格能越大。
　　某些离子晶体的晶格能/（kJ?mol-1）
AB型离子晶体
晶格能（KJ/mol）
　　离子带电荷数与晶格能有何关系？
　　离子电荷越大的离子晶体的晶格能越大。
　　晶格能的大小与离子晶体的熔点、硬度有何关系？
　　晶格能越大，形成的离子晶体熔点越高，硬度越大。
2、规律：（1）离子电荷越大，离子半径越小的离子晶体的晶格能越大。
　　（2）晶格能越大，形成的离子晶体熔点越高，硬度越大，晶体越稳定。
3、岩浆晶出规则与晶格能
　　（1）岩浆晶出：火山喷出的岩浆是一种复杂的混合物，冷却时，许多矿物相继析出，简称“岩浆析出”。实验证明，岩浆晶出的次序与晶格能的大小有关。
　　硫化物矿物的晶出次序与晶格能
硫化物矿物
晶格能（KJ/mol）
　　矿物的晶格能大小与晶出次序有何关系？
　　晶格能越大的矿物越先晶出。
　　硅酸盐和石英的晶出次序与晶格能
硅酸盐矿物和石英
晶格能（KJ/mol）
　　石英总是在各种硅酸盐析出后才晶出，为什么？
　　其主要原因是它的晶格能较小，此外，也与它不容易在岩浆中达到饱和有关，只有当各种金属离子以硅酸盐形式析出后，石英的浓度才达到饱和。
　　（2）岩浆晶出规则：矿物从岩浆中先后结晶的规律称为岩浆晶出规则。
　　晶体从岩浆析晶难易不仅跟岩浆的组成有关，也与析出晶体的晶格能有关：晶格能高的晶体，熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中先结晶析出。
二、有关晶体的计算
1、计算晶胞的结构粒子数及晶体的化学式
例1、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞（如图所示），可推知：甲晶体中A与B的离子个数比为；乙晶体的化学式为；丙晶体的化学式为；丁晶体的化学式为。
　　1：1；C2D；EF ；XY3Z。
例2 、某离子晶体晶胞结构如图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心。试分析：
　　（1）在一个晶胞中有个X，1个Y，所以该晶体的化学式为。
　　（2）晶体中距离最近的2个X与一个Y所形成的夹角∠XYX角度为（填角的度数）。
　　（1）1/2； 1； XY2
　　（2）109.5°
2、有关晶胞密度、相对分子质量等的计算
例3、已知CsCl晶体的密度为ρ g/cm3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为（　）
　　依图知，1个CsCl晶胞中含1个Cs＋和1个Cl-，即1molCsCl晶胞含1molCsCl；
　　依题意，晶胞边长为a cm，则1mol晶胞的体积为NAa3 cm3，质量为NAa3ρ g，可知：
　　M(CsCl)×1mol =NAa3ρ g；M(CsCl)=NAa3ρ g /mol 。
例4 、1183K以下纯铁晶体的基本结构单元如图1所示，1183 K以上转变为图2所示结构的基本结构单元，在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。
　　（1）铁原子的简化电子排布式为__________；铁晶体中铁原子以__________键相互结合。
　　（2）在1183K以下的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数为__________个；在1183K以上的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数为__________个。
　　（3）纯铁晶体在晶型转变前后，二者基本结构单元的边长之比为__________（1183K以下与1183K以上之比）。
　　设Fe原子半径为r，图1晶胞边长为a，图2晶胞边长为b。
　　图1中，体对角线上Fe原子相切，有，a=4r， a=r；
　　图2中，面对角线上Fe原子相切，有，b=4r， b=r
　　则，。
　　（4）转变温度前后两者的密度比为_______（1183K以下与1183K以上之比）。
　　图1和图2一个晶胞分别含有2个、4个Fe原子，则图1和图2晶体的密度分别为：
　　ρ1=ρ2=
　　则，。
答案：（1）[Ar]3d64s2　　金属
　　　（2）8　　12
　　　（3）
　　　（4）
3、有关晶胞的空间利用率的计算
例5、金属的性质与其结构有密切的关系，金属晶体由于某些结构上的相似点导致了金属具有一些共同的性质；同样由于结构上的不同点，导致了每种金属都具有各自的特性：
　　（1）请指出金属具有延展性的原理是___________________________。
　　（2）金属的紧密堆积有不同的形式，请画出金属钠的晶胞，并指出一个晶胞含有_____个钠原子。
　　（3）计算该晶胞的空间利用率。
　　（1）金属晶体中自由电子与金属阳离子形成金属键，当金属阳离子层与层之间发生相对移动时，自由电子可与金属阳离子迅速形成新的金属键，所以金属具有延展性
　　（2）见下图
　　　　　　一个晶胞含有2个钠原子。
　　（3）设该晶胞的边长为a cm，则该晶胞的体积V晶胞=a3 cm3。
　　由于此晶胞是紧密堆积则可以画出：
　　由于此晶胞中有两个钠原子，而一个钠原子的体积为
典型例题：
1、下列含有极性键的离子晶体是（　）
①醋酸钠　②氢氧化钾　③金刚石　④乙醇　⑤氯化钙
A．①②⑤　　　　　　　　　　B．①②
C．①④⑤　　　　　　　　　　D．①⑤
2、下列说法正确的是（　）
A．一种金属元素和一种非金属元素一定能形成离子化合物
B．离子键只存在于离子化合物中
C．共价键只存在于共价化合物中
D．离子化合物中必定含有金属元素
3、下列大小关系正确的是（　）
A．晶格能：NaCl&NaBr　　　　B．硬度：MgO&CaO
C．熔点：NaI&NaBr　　　　　　D．熔沸点：CO2&NaCl
4、已知：三种氟化物的晶格能如下表：
晶格能（KJ/mol）
　　三种氟化物的晶格能的递变原因是____________________________________。
　　离子电荷越大，离子半径越小，离子晶体的晶格能越大，
　　离子半径：Na+& Mg2+&Al3+，离子电荷：Na+& Mg2+&Al3+
5、已知：硅酸盐和石英的晶格能如下表：
硅酸盐矿物和石英
晶格能（kJ/mol）
　　回答下列问题：
　　（1）橄榄石和云母晶出的顺序是________________________。
　　（2）石英总是在各种硅酸盐析出后才晶出的原因是________________________。
　　（3）推测云母和橄榄石的熔点顺序为____________，硬度大小为____________。
6、下表列出了钠的卤化物和硅的卤化物的熔点：
　　回答下列问题：
　　（1）钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高很多，其原因是____________________________________________________________。
　　（2）NaF 的熔点比NaBr的熔点高的原因是________________________。SiF4的熔点比SiBr4的熔点低的原因是____________________________________。
　　（3）NaF和NaBr的晶格能的高低顺序为____________，硬度大小为____________。
&&&&&&&&&课程名称&&3、CsCl型：简单立方结构，配位数为8，晶胞中；Ⅱ、离子半径比与配位数：；r+/r-＝0.414，晶体中离子的配位数为6；r+/r-＜0.414，晶体中离子的配位数为4(；0.414＜r+/r-＞0.732，晶体中离子的；r+/r-＞0.732时，晶体中离子的配位数为8；注意：；①当离子半径比处于极限值附近时，该化合物可能有两；②离子型化合物的正负离子半径
3、CsCl型：简单立方结构，配位数为8，晶胞中正负离子各1个。
Ⅱ、离子半径比与配位数：
r+/r-＝0.414，晶体中离子的配位数为6
r+/r-＜0.414，晶体中离子的配位数为4 (ZnS型晶格)
0.414＜r+/r-＞0.732，晶体中离子的配位数为6 (NaCl型晶格)
r+/r-＞0.732时，晶体中离子的配位数为8 (CsCl型晶格)
①当离子半径比处于极限值附近时，该化合物可能有两种构型。
②离子型化合物的正负离子半径比规则只能应用与离子型晶体，不能用它判断共价型化合物的结构。
③离子晶体的构型除了与正负离子半径比有关外，还与离子的价电子层构型和正负离子的数目比有关。
六、离子的极化及其对离子晶体性质的影响：
Ⅰ、离子的极化：在外电场作用下，离子的核外电子运动状态发生变化，离子中的电子云被电场的正极吸引，原子核受负极吸引，从而使正、负电荷中心不重合，这种现象称为离子极化。
在离子化合物中，每个离子都会发生极化现象。
Ⅱ、离子的极化力：通常情况下，正离子的半径小，产生的电场强，且本身的变形性小。因此，一般情况下只讨论正离子的极化能力大小。
离子极化力的大小与离子的电荷、半径及价层电子结构有关。
1、电荷高的正离子，产生的电场强度大，极化力越大。
2、离子的半径越小，产生的电场强度大，极化力越大。
3、对于电荷相同，半径相近的正离子，极化力的强弱与其价层电子构型的关系： (18＋2)电子构型、18电子构型、2电子构型＞9~17电子构型＞8电子构型
这是因为价电子层中有d电子时，因d电子对核的屏蔽作用较小，有效核电荷大。而2电子构型的离子因核外只有一个电子层，离子半径小。所以这两种情况离子的极化力大。
4、通常情况下，复杂离子的半径较大，极化力小。但如果复杂离子的中心原子的电荷数高时，也有一定的极化能力，如PO43-等。
5、负离子也有一定的极化能力，半径越小，电荷越少，其极化能力越强，使阳离子变形的能力就越大。
Ⅲ、离子的变形性：一般只考虑负离子的变形性。
1、价电子层有d电子的离子变形性大。
(18＋2)电子构型，18电子构型，9~17电子构型＞8电子构型＞2电子构型
2、对于电子层结构相同的离子，所带负电荷越多，离子的变形性越大。如变形性O2-＞F-
3、离子的电子层数越多，半径越大，变形性越大。如I-＞Br-＞Cl-＞F-
4、一般情况下，复杂负离子的变形性都不大，复杂负离子的中心原子的氧化数越高，它的变形性越小。原因是这类离子中的高氧化数中心原子对电子云具有较强的吸引力，使之不易变形。
5、正离子也有一定的变形性，半径越大，电荷越少，其变形性越大。
6、离子极化率?：在单位电场强度中被极化所产生的诱导偶极距?。离子变形性大小可用离子极化率来衡量。
E，在一定的电场强度下，极化率越大，产生的诱导偶极越大，即离子的变形性越大。 Ⅳ、离子的附加极化：正负离子相互极化的现象称为离子的附加极化。
这种相互极化的结果，两核之间的电子云密度加大，键的共价性增强。一般正离子价电子层中所含d电子越多，电子层数越多，这种附加极化作用就越大。
在离子晶体中，每个离子的总极化能力等于该离子固有的极化力和附加极化力之和。 Ⅴ、离子极化对物质的结构和性质的影响：
1、对化学键键型的影响：随着离子极化作用的增强，键的性质可能从离子键逐步过渡到共价键。如卤化银。
2、对晶体构型的影响：如果正负离子间存在较强的极化作用，会使正负离子的半径比发生变化，从而会使晶体结构从高配位形式到低配位形式过渡。
由于离子极化现象的普遍存在，典型的离子化合物并不太多，大多数所谓的离子化合物是介于离子键和共价键之间的过渡键型化合物。
3、离子极化对化合物物理性质的影响：极化作用增强使化合物熔、沸点降低，使化合物溶解度降低，使化合物颜色加深，使化合物热稳定性降低。
Ⅵ、晶格能U：反映离子键的强弱。
1、定义：在标准态下，拆开单位物质的量的离子晶体，使其变为气态离子所需的能量。
2、影响离子晶体晶格能的因素：正负离子的半径、离子的电荷数、离子的电子构型以及晶格的类型。离子的半径越小、电荷数越高、配位数越大，晶体的晶格能越大，晶体就越稳定。
七、经典共价键理论：路易斯提出
1、经典共价键理论：分子中每个原子应该具有稳定的稀有气体原子的电子层结构 (八隅体规则)，该结构可以通过原子间共享电子对 (一对或若干对) 的方式来实现。
2、共价键：分子中原子间通过共用电子对而形成的化学键。
3、路易斯结构式
4、经典价键理论的不足：
①有些分子的中心原子最外层电子数不是8，这些分子仍能稳定存在。BF3、PCl5 、SF6
②不能解释共价键的方向性和饱和性。
③不能阐明共价键的本质。（因为根据经典静电理论，两个电子为何不排斥，反而互相配对）
八、现代价键理论（电子配对理论）：海特勒＆伦敦将量子力学应用到分子结构上，从而发展为价键理论，阐述了共价键的本质。
1、共价键的形成：两个自旋方向相反的的未成对电子可以形成稳定的共价键。
排斥态：当两个氢原子从远处相互靠近时，如果它们未成对电子的自旋方向相同，这两个氢原子间将发生排斥，这种状态称为排斥态。
2、价键理论的基本要点：
①两原子相互接近时，自旋方向相反的的未成对电子可以配对，形成稳定的化学键，系统的能量降低②组成共价键的两个电子所占的原子轨道的重叠程度越大，则形成的共价键越稳定，系统的能量越低，称为最大重叠原理。
3、共价键的特点：
①共价键具有饱和性：原子中有几个未成对电子（包括激发后形成的），就可以与几个其他原子的未成对电子配对。
②共价键具有方向性：根据原子轨道的最大重叠原理，形成共价键时，原子间总是尽可能 沿着原子轨道的最大伸展方向成键。
共价键的方向性决定了共价化合物分子的空间构型。
③共价键形成的原则：只有当原子轨道的对称性相同的部分进行重叠才能形成化学键（对称性匹配原理）。原子轨道的对称性是用波函数的D+‖和D―‖来表示的。对称性相同的原子轨道重叠称为有效重叠或正重叠。对称性不相同的原子轨道重叠称为无效重叠或负重叠。
4、共价键的类型：
①按键的极性：极性共价键、非极性共价键
②按组成共价键的原子轨道的重叠方式：? 键(头碰头，旋转对称)、π键(肩并肩，镜面反对称)
一般说来，π键的重叠程度小于σ键，所以π键的键能比σ键的键能小，稳定性差，更易于发生化学反应。两个原子间首先形成的是?键，而后是?键。
③按共用电子对提供的方式：正常共价键、配位共价键
配位共价键也有? 键和π键之分。
正常共价键与配位键的区别仅在于键的形成过程中，一旦形成就没有区别。
九、杂化轨道理论：鲍林在价键理论的基础上提出
1、杂化轨道基本要点：在形成分子时，同一原子的若干不同类型，但能量相近的原子轨道互相混杂，重新组合成一组新的轨道，这种新的轨道更有利于形成稳定的共价键。这种原子轨道重新组合的过程称为原子轨道的杂化，所形成的新的轨道称为杂化轨道。原子轨道杂化后，轨道的总数目不变。原子轨道杂化以后，形成的杂化轨道形状及伸展方向发生了很大的变化。杂化过程存在着激发、杂化及轨道重叠的过程。
2、杂化轨道的类型：根据组成杂化轨道的原子轨道的种类和数量的不同
①sp杂化：夹角为180?。
②sp2杂化：夹角为120?。
③sp3杂化：夹角为109?。
④sp3d、 sp3d2、sp3d3、 dsp2杂化：
3、等性杂化：参与杂化的原子轨道都为具有不成对电子的轨道。每个等性杂化轨道所包含的成分相同，能量相同，键角相同，只是空间的取向不同。
不等性杂化：参与杂化的原子轨道不仅包含不成对电子的轨道，也包含成对电子的轨道或空的轨道。每个不等性杂化轨道所包含的成分不同，能量不同，键角不同。
sp3不等性杂化（常见）：H2O、H2S、NH3、PH3
十、价层电子对互斥理论(简称VSEPR法)：
BP＝配位原子的数目
LP＝(中心原子价电子数?配位原子未成对电子总数-离子电荷代数值)/2
若计算结果中出现小数，则进位为整数。
孤电子对数不等于零，相当于不等性杂化轨道。
3、斥力规则：
孤对－孤对＞孤对－成键＞成键－成键；
90o斥力＞120o斥力＞180o斥力；
叁键＞双键＞单键
4、分子中π键的处理：①π键应排在相当于孤对电子的位置
②π键使键角发生改变
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＞＞＞下列关于晶格能的叙述中正确的是[]A．晶格能仅与形成晶体的离子所..
下列关于晶格能的叙述中正确的是
A．晶格能仅与形成晶体的离子所带电荷有关 B．晶格能仅与形成晶体的离子半径有关 C．晶格能是指相邻的离子间的静电作用 D．晶格能越大的离子晶体，其熔点越高
题型：不定项选择题难度：偏易来源：同步题
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据魔方格专家权威分析，试题“下列关于晶格能的叙述中正确的是[]A．晶格能仅与形成晶体的离子所..”主要考查你对&&晶格能&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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1．定义气态离子形成1mol离子晶体释放的能量。晶格能通常取正值，单位为kJ／mol。 2．影响晶格能大小的因素 (1)离子的电荷：离子所带的电荷越多，晶格能越大。 (2)离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。 3．晶格能的作用晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。同时，晶格能的大小亦影响岩浆晶出的先后次序，晶格能越大，岩浆中的矿物越易结晶析出。
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离子极化与熔点问题NaCl的熔点高于MgCl2可以用离子半径小电荷数越大,极化总用越强来解释但是NaCl的熔点小于MgO的熔点,又那什么来解释?那什么时候用离子半径小电荷数越大，极化总用越强来解释，什么时候用晶格能来解释，如果分析MgO用离子半径小电荷数越大，极化总用越强来解释，那样不就正好和事实相反了么，
氯化钠和氯化镁均属离子化合物,个所以可以离子半径小电荷数越大,极化作用越强来解释但氧化镁属于分子化合物,离子化合物中的离子键作用力比分子化合物中的共价键的相互作用力要小,所以熔点比它小
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