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1-2 離子鍵與離子晶體 1-2.1 離子鍵 1-2.2 離子晶體 離子鍵 定義 離 子 鍵 形成條件 物質生成時，組成原子藉由得、 失電子來符合八隅體規則，所 形成的陰、陽離子以 庫侖靜電力 來形成化學鍵， ___________ 稱為離子鍵 金屬：傾向失去電子形成 陽離子 _______ 非金屬：傾向得到電子形成 陰離子 _______ 帶有相反電荷的離子，以 庫侖靜電力來形成離子鍵 動畫：金屬與非金屬的浪漫婚禮 影片：鈉加水炸彈 氯化鈉的形成 電子排列： Na = (2, 8, 1) 失去1個價電子 Cl = (2, 8, 7) 得到1個價電子 路易斯電子點式： Na+ = (2, 8) Cl = (2, 8, 8) 離子鍵的形成(NaCl為例) 鈉與氯的反應 氟化鈉的形成 鈉失去一個電子，氟得到一個電子， 形成穩定的氟化鈉(NaF) 氯化鎂的形成 鎂失去兩個電子，兩個氯各得到一個電子，彼此間 形成穩定的氯化鎂(MgCl2) • 陰、陽離子不斷靠近時，彼此間是否永遠只有吸 引力？ • 解： 不是的，當陰、陽離子靠近時仍會出現兩離子間 電子與電子、原子核與原子核間的斥力。 典型元素形成離子 • 原理：符合八隅體規則 • 實例： – 1A 族的原子失去一個電子，形成+1價陽離子 – 2A 族原子失去兩個電子，形成+2價陽離子 – 7A 族原子得到一個電子，形成-1價的陰離子 典型元素形成離子時的電荷量 • 1A族與7A族元素以離子鍵鍵結時，陽、陰離子各 帶多少電荷呢？ • 解： 1A族形成＋1價陽離子 7A族形成－1價陰離子 • 氫原子與其他元素化合時，若從其他元素獲得一 個電子，氫也可以有與氦氣相同的電子排列。若 氫以離子鍵與1A或2A族元素化合時，氫最可能形 成帶多少電荷的陽離子或陰離子呢？ • 解：－1價陰離子 • 請用路易斯電子點式表示鈉與硫如何結合成硫化 鈉，並同時寫出硫化鈉的化學式。 [解]： 請寫出下列物質的化學式： (A)氯化鉀 (B)氧化鎂 [解] ：(A) KCl (C)氟化鈣。 (B) MgO (C) CaF2 下列何種物質所具有的化學鍵為離子鍵？ (A)HCl (B)KF (C)H2O (D)CO (E)SiO2。 [解]： (B) 金屬元素與非金屬元素常以離子鍵結合在一起， 而除了(B)為金屬元素與非金屬元素相結合，其餘 選項的組成元素都是非金屬，因此(B)為所求。 • 請用路易斯電子點式表示鋁與氟如何結合成氟化 鋁，並同時寫出氟化鋁的化學式。 • [解]： AlF3 離子晶體 •離子化合物：以離子鍵的方式所形成的化合物 •離子晶體：離子化合物形成結晶狀固體 氯化鈉晶體 離子化合物的化學式 •離子化合物的化學式： –無法以分子式表示：離子化合物是由大量的陰、 陽離子相互重複堆疊形成的巨大結構 –以實驗式表示：組成離子間的最簡整數比 離子的排列方式 • 離子的排列： – 離子在任何方向上可與周圍相反電荷的離子產 生靜電吸引力 – 離子被帶有相反電荷的離子所包圍，進而堆疊 出特定的晶格形狀或晶體構造 NaCl 晶體構造 • 氯化鈉晶體： – Na+與Cl的結合數目比 例為1：1，因此其化學 式為NaCl – 每個Na+被6個Cl所包圍， 而且每個Cl同時被6個 Na+所包圍 氧化鎂晶體 鎂與氧藉由離子鍵形成氧化鎂晶體的簡單示意圖 離子化合物的特性 • 破壞離子鍵也會同時破壞晶體的構造，因此需給 予相當大的能量 – 相對於分子化合物，具有較高的硬度、熔點、 沸點、熔化熱與汽化熱 – 具有硬度，但是易碎，不具有延展性 離子化合物的熔點與沸點 不具延展性的離子晶體 離子晶體受外力敲擊 時，可能使同性電荷 的離子直接緊鄰而斥 開，造成晶體沿著晶 面破裂的結果 離子化合物的導電性 (1) • 離子化合物：電解質 – 固態：熱、電的不良導體， 每個離子被限制在 晶體內固定的位置上，無法自由移動 – 熔融態：受熱熔化，離子自由移動而導電 – 水溶液：解離產生離子，所以水溶液能導電 離子化合物的導電性 (2) • 除了離子化合物外還有哪些物質是屬於電解質？ • 解： HCl與NH3等分子化合物也是電解質。 氧化鋁 • 根據八隅體規則， 鋁可失去3個電子， 而氧可得到2個電子， 所以兩者結合的反 應可用右列電子點 式表示： 氧化鋁的用途 •鋁金屬表面生成一層氧化鋁的緻密層後， 可隔絕空氣，保護內部鋁金屬不再氧化 常見的離子化合物及其主要用途 下列何者可以導電？ (A)H2(g) (B)KF(s) (C)NaCl(l) (D)Na2CO3(aq) (E)Cu(s) [解]： (C)(D)(E) (A)為氣態非金屬，(B)為固態離子化合物，都無法 導電；而金屬、溶於水或熔融狀態的離子化合物都 能導電 請寫出下列物質的化學式： (A)硫酸鋁 (B)硝酸鎂 (C)碳酸鈣 [解]： (A) Al2(SO4)3 (B) Mg(NO3)2 (C) CaCO3。 下列哪些是離子化合物？ (A)HCl (B)KNO3 (C)NH4Cl (D)CO2 (E)H2O [解]： (B)(C) 離子化合物是金屬陽離子或銨根與陰離子所結合而 成 下列哪些是離子化合物的基本特性？ (A)常以分子式表示 (B)具有較高的沸點與汽化熱 (C)常溫常壓下是固態物質 (D)常溫下固態且可以導電 (E)屬於電解質 [解]： (B)(C)(E) (A)以簡式表示；(D)固態離子化合物一般無法導電 1-3 共價鍵與共價分子、 網狀固體