在一个古老的东欧童话中,一个国王要求他的三个女儿形容各自对他的爱。 其中两个女儿把自己对他的爱与钻石、珍珠以及黄金的喜爱相媲美,而他的第三个女儿却说:“父亲,我对你的爱胜过食盐。”被拿来与如此普通的食盐相提并论,国王深感受辱,为此他驱逐了第三个女儿。 公主借助一点点魔法,与食盐一起从这个王国彻底消失,没有了食盐,王国的人都开始生病了。这个故事继续在流传着,以此告诉人们那些生活中看似平凡的东西有时却有着不可或缺的重要性。 那么我们今天来讲一讲食盐和食盐同类型物质的性质特点以及AP化学相关考点

离子化合物性质

同学们都知道食盐主要组成为NaCl,NaCl为离子化合物。离子化合物都有较高的熔沸点,例如NaCl的熔点大概是800摄氏度。为什么离子化合物熔沸点比较高呢? 我们可以从微观粒子层面进行分析。我们用同学们比较熟悉的NaCl来举例。Na为金属,最外层只有1个电子,非常容易失去;Cl为非金属,最外层有7个电子,容易得到一个电子。所以Na与Cl相遇,Na把最外层的一个电子转移给了Cl,由此形成了Na+和Cl-(如图)。阴阳离子的吸引力就是同学们熟悉的离子键。 一般金属和非金属进行结合,会有电子的转移,形成阴阳离子,从而可形成离子化合物,下图为NaCl的晶格结构图。 NaCl由固体变成液体,需要破坏离子键,离子键是化学键,阴阳离子键的吸引力比较强,因此破坏离子键需要的能量很高,那么NaCl变成熔融态需要很高的能量,它的熔沸点就会很高有关离子化合物的性质,除了熔沸点高,还有易碎。离子化合物为什么会具有脆性呢? 我们看下图,当对离子化合物施加外加作用力时,离子化合物内部离子发生位移,因此带相同电荷的离子会靠近,大量相同电荷离子互相排斥,因此离子化合物会裂开,具有脆性。 接下来我们讲一讲离子化合物的导电性。我们看下面的动态图,向水槽内开始加水,然后加入离子化合物NaCl, 发现小灯泡会发亮,说明NaCl水溶液或者说离子化合物水溶液可以导电。 因为离子化合物在水溶液中可以电离产生自由移动的离子,例如NaCl在水中可以电离产生Na+和Cl-。现在我们把容器内的NaCl溶液换成NaCl固体,小灯泡会不会亮呢? 如果换成固体NaCl,我们发现小灯泡并不亮,对于固体离子化合物,阴阳离子紧紧吸引在一起,并没有自由移动的电子或离子,因此固体离子化合物并不导电。熔融态(纯液态)的NaCl也可以导电,因为熔融态的离子化合物,破化了离子键,产生了自由移动的离子,因此熔融态的离子化合物也可导电。

相关知识AP化学考点

那么在备考AP化学的小朋友们要注意啦,结合离子化合物熔沸点高,固态离子化合物不导电而熔融态或者离子化合物水溶液可导电相关性质特点就会出考题。我们可以看一道真题。 根据题目描述这个物质固态不导电,在水溶液中可以导电,熔点比较高,我们应该选择离子化合物NaOH。 AP化学考试中还比较容易考到晶格能。晶格能是把1mol固体离子化合物变成气态离子所需要吸收的能量。考试中主要涉及离子化合物晶格能大小的比较。晶格能可以简单理解成把阴阳离子分开需要的能量,所以阴阳离子吸引力越强晶格能越大。那么我们可以用到库伦定律来比较带电粒子间的作用力。 通过公式,首先从粒子所带电荷的大小上分析,阴阳离子带电量越大,晶格能越大;其次,从带电粒子距离上分析,阴阳离子半径越小,阴阳离子间距离越近,晶格能越大。我们可以分析一道相关考题。 题目中问哪个选项物质的晶格能最大,我们首先可以排除D,因为D是共价化合物,并不是离子化合物,晶格能指的是把1mol离子化合物变成气态离子所需要的能量。 接下来可以排除A,因为A中Li+所带电荷为+1,F-所带电荷为-1,而B、C选项中阳离子所带电荷都为+2,阴离子所带电荷都为-1,根据库伦定律带电粒子所带电量越大,阴阳离子间吸引力越强,晶格能越大。 在选项B和C中,Mg2+半径小于Ca2+半径,Cl-半径小于Br-半径,根据库伦定律,阴阳离子半径越小,阴阳离子间距离越近,晶格能越大。有关AP考点就讲这么多。 离子化合物普遍存在于地球上的每个角落;海洋以及矿物质,甚至是餐桌上的盐。对于普通又重要的离子化合物,我们主要了解了他们的性质特点:熔沸点高,具有脆性,固态不导电,熔融态和溶于水能够导电。同时我们也根据离子化合物性质特点讲到了AP化学中的考点和答题方法。

专业词汇

ionic compound 离子化合物 ionic bond离子键 cation阳离子 anion阴离子 brittle脆的 Coulomb’s law库伦定律 ionic radius离子半径 lattice energy晶格能

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