离子晶体是指由离子化合物结晶成的晶体,离子晶体属于离子化合物中的一种特殊形式。不能称为分子。由正、负离子或正、负离子集团按一定比例通过离子键结合形成的晶体称作离子晶体。
强碱、活泼性金属氧化物和大多数的盐类均为离子晶体。
离子晶体一般硬而脆,具有较高的熔沸点,熔融或溶解时可以导电。(注:不同于离子化合物。)
离子晶体中正、负离子或离子集团在空间排列上具有交替相间的结构特征,因此具有一定的几何外形,例如NaCl是正立方体晶体,Na+离子与Cl-离子相间排列,每个Na+离子同时吸引6个Cl-离子,每个Cl-离子同时吸引6个Na+。不同的离子晶体,离子的排列方式可能不同,形成的晶体类型也不一定相同。离子晶体不存在分子,所以没有分子式。离子晶体通常根据阴、阳离子的数目比,用化学式表示该物质的组成,如NaCl表示氯化钠晶体中Na+离子与Cl-离子个数比为1:1, CaCl2表示氯化钙晶体中Ca2+离子与Cl-离子个数比为1:2。
离子晶体整体上具有电中性,这决定了晶体中各类正离子带电量总和与负离子带电量总和的绝对值相当,并导致晶体中正、负离子的组成比和电价比等结构因素间有重要的制约关系。
如果离子晶体中发生位错即发生错位,正正离子相切,负负离子相切,彼此排斥,离子键失去作用,故无延展性。如CaCO3可用于雕刻,而不可用于锻造。因为离子键的强度大,所以离子晶体的硬度高。又因为要使晶体熔化就要破坏离子键,所以要加热到较高温度,故离子晶体具有较高的熔沸点。离子晶体在固态时有离子,但不能自由移动,不能导电,溶于水或熔化时离子能自由移动而能导电。因此水溶液或熔融态导电,是通过离子的定向迁移导电,而不是通过电子流动而导电。
离子晶体一般硬而脆,具有较高的熔沸点,熔融或溶解时可以导电。
离子晶体有二元离子晶体、多元离子晶体与有机离子晶体等类别。
强碱(NaOH、KOH、Ba(OH)2)、活泼金属氧化物(Na2O、MgO、Na2O2)、大多数盐类(BeCl₂、Pb(Ac)₂等除外)都是离子晶体。
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C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。
(1)写出Si的基态原子核外电子排布式__________ 从电负性角度分析,C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为_______________
(2)SiC的晶体结构与晶体硅的相似,其中C原子的杂化方式为______________,微粒间存在的作用力是____________。
(3)氧化物MO的电子总数与SiC的相等,则M为_______(填元素符号)。MO是优良的耐高温材料,其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高,其原因是__________________。
(4)C、Si为同一主族的元素,CO2和SiO2化学式相似,但结构和性质有很大不同。CO2中C与O原子间形成σ键和π键,SiO2中Si与O原子间不形成上述π 键。从原子半径大小的角度分析,为何C、O原子间能形成,而Si、O原子间不能形成上述π键。_____________________________________
主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期,它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中,由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。请回答下列问题:
(1)W元素原子的L层电子排布式为_______ ,W3分子的空间构型为________;
(2)X单质与水发生主要反应的化学方程式为____________________;
(3)化合物M的化学式为__________ ,其晶体结构与NaCl相同,而熔点高于NaCl。 M熔点较高的原因是__________。将一定量的化合物zx负载在M上可制得 ZX/M催化剂,用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中,碳原子采用的杂化方式有____________ ,O-C-O的键角约为______________;
(4)X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物,其晶胞中X占据所有棱的中心,Y位于顶角,Z处于体心位置,则该晶体的组成为X:Y:Z=_________ ;
(5)含有元素Z的盐的焰色反应为______色。许多金属盐都可以发生焰色反应,其原因是________。
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