鲁科版化学选修32.3 离子键、配位键与金属键 教学精编课件.ppt

理解离子键的形成过程及在方向性 饱和性上的特征 了解简单配位键的形成实质和配位化合物在生物 化学等领域的广泛应用 知道金属键的实质 并能用金属键解释金属的某些特征性质 1 2 3 第三节离子键 配位键与金属键 化学键的实质就是成键原子之间的 作用 共价键的形成条件是 成键原子所属元素电负性差别 当差别为0时 形成的共价键就是 键 差值越大 形成的共价键的 越强 当差值很大时 大于1 7以上 就认为是 键 电性 1 2 较小 非极性 极性 离子 离子键的形成过程 成键条件 实质及其特征 1 当电负性较小的 元素的原子与电负性较大的 元素的原子相互接近到一定程度时 容易发生电子得失而形成 通过静电作用形成稳定的 化合物 2 离子键就是 之间的静电作用 成键微粒是 成键元素是电负性较小的 元素和电负性较大的 元素 成键条件是电负性差值超过 实质是 作用 特征是 方向性和饱和性 笃学一离子键合配位键 1 金属 非金属 阴 阳离子 阴 阳离子 离子 阴 阳离子 阴 阳离子 金属 非金属 1 7 静电 没有 配位键及其形成条件 配合物 1 配位键是指 由一个原子单方面提供而跟另一个原子共用的共价键 形成条件是形成配位键的一方是能够提供 的原子 另一方是具有能够接受孤对电子的 的原子 配位键常用符号A B表示 2 配位化合物是指金属离子或原子与某些分子或离子 称为配体 以 结合形成的化合物 简称配合物 配合物是由 组成的 内界是由中心离子和配位体组成的 如 2 共用电子对 孤对电子 空轨道 配位键 内界和外界 中心原子配合物的中心原子 具有空轨道的原子或离子 一般都是 过渡金属离子最常见 配位体配位体 能够提供孤对电子的分子或离子 可以是阴离子 如X 卤素离子 OH SCN CN RCOO 羧酸根离子 C2O42 PO43 等 也可以是中性分子 如H2O NH3 CO 醇 胺 醚等 配位体中直接同中心原子形成配位键的原子叫做 配位原子必须是含有 的原子或离子 如NH3中的N原子 H2O分子中的O原子 配位原子常是 A A A族的元素的原子 带正电的阳离子 配位原子 孤对电子 配位数直接同中心原子形成配位键的原子数目叫中心原子的配位数 如 Fe CN 6 4 中Fe2 的配位数为 3 配离子的电荷数配离子的电荷数等于中心离子和配位体总电荷数的代数和 6 金属的物理通性 1 金属 2 不透明 3 良好的 性 性 延性和展性等 金属键及其实质在金属固体内部 金属原子的价电子可以从原子上 脱落下来 形成金属离子和 电子 它们之间存在着强烈的相互作用 把这种强的相互作用称为 即金属晶体是靠 而相互连接在一起的 笃学二金属键 1 2 光泽 导电 导热 自由 金属键 金属键 1 金属键 金属阳离子与 电子之间的强烈的相互作用 2 成键微粒 金属阳离子和 电子 存在只含阳离子不含阴离子的晶体 3 成键条件 金属单质或合金 4 实质 电性作用 5 金属键的特征 无方向性和饱和性 自由 自由 金属键与金属性质 1 延展性 当金属受到外力作用时 晶体中各原子层就会发生相对滑动 但不会改变原来的排列方式 金属阳离子和自由电子之间的 未被破坏仍然存在 因而金属不易断裂有良好的延展性 2 导电性 金属内部的原子之间的 自由电子 的流动是无方向性的 在外加电场的作用下 自由电子 在电场中 形成电流 3 导热性 当金属中有温度差时 不停运动着的 自由电子 通过它们与阳离子间的碰撞 把能量由高温处传向低温处 使金属表现出导热性 3 较强作用 定向移动 怎样理解离子键的实质 提示离子键的实质是静电作用 它包括阴 阳离子之间的静电引力使阴 阳离子相互吸引 阴离子的核外电子与阳离子的核外电子之间 阴离子的原子核与阳离子的原子核之间的静电斥力使阴 阳离子相互排斥 当阴 阳离子之间的静电引力和静电斥力达到平衡时 阴 阳离子保持一定的平衡核间距 形成稳定的离子键 整个体系达到能量最低状态 从而形成了稳定的离子化合物 慎思1 形成配位键的几个实验现象的分析 提示实验1 1 操作 向试管中加入2mL5 的硫酸铜溶液 或CuCl2溶液或Cu NO3 2溶液 再逐渐滴加入浓氨水 振荡 观察实验现象 2 现象 先有蓝色絮状沉淀 然后沉淀逐渐溶解生成深蓝色溶液 3 原理 Cu2 2NH3 H2O Cu OH 2 2NH4 Cu OH 2 4NH3 H2O Cu NH3 4 2 2OH 4H2O 慎思2 实验2 1 操作 向2 的AgNO3溶液中逐滴加入稀氨水 2 现象 刚开始观察到产生白色沉淀并迅速变为暗褐色 后来沉淀逐渐溶解 当沉淀恰好完全溶解时所得到的无色溶液即为做银镜反应实验的重要试剂 银氨溶液 3 原理 Ag NH3 H2O AgOH NH4 2AgOH Ag2O H2O Ag2O 4NH3 H2O 2 Ag NH3 2 2OH 3H2O 或AgOH 2NH3 H2O Ag NH3 2 OH 2H2O 实验3 1 操作 向FeCl3溶液中加入1滴KSCN溶液 2 现象 溶液呈血红色 3 原理 Fe3 SCN Fe SCN 2 或Fe3 3SCN Fe SCN 3 实际上 Fe3 与SCN 形成一系列配合物 Fe SCN n 3 n n 1 6 它们都呈血红色 影响金属熔点 硬度的因素有哪些 提示一般的金属晶体的熔点 硬度等取决于金属晶体内部作用力的强弱 一般来说 金属原子的价电子数越多 原子半径越小 金属晶体内部作用力越强 因而晶体的熔点就越高 硬度就越大 慎思3 离子键 1 定义 阴 阳离子间通过静电作用而形成的化学键 2 离子键的形成条件 成键原子所属元素的电负性差值越大 原子间越容易发生电子得失 一般认为 当成键原子所属元素的电负性差值大于1 7时 原子间才有可能形成离子键 以NaCl为例说明离子键的形成过程 要点一 离子键与配位键 1 特别提醒 电负性小的金属元素和电负性大的非金属元素之间易形成离子键 一般来说 活泼的金属元素 A A 和活泼的非金属元素 A A 易形成离子键 3 离子键的实质 实质 阴阳离子之间的静电作用 静电引力 根据库仑定律 阴 阳离子间的静电引力 F 与阳离子所带电荷 q 和阴离子所带电荷 q 的乘积成正比 与阴 阳离子的核间距离 r 的平方成反比 静电斥力 阴 阳离子中都有带负电荷的电子和带正电荷的原子核 除了异性电荷间的吸引力外 还存在电子与电子 原子核与原子核之间同性电荷所产生的排斥力 特别提醒 静电作用力 是由原子得失电子后形成的阴 阳离子间的静电作用而形成的 包括静电引力 阴阳离子之间的异性电荷吸引 和静电斥力 阴阳离子的原子核 核外电子之间的斥力 当静电作用中同时存在的引力和斥力达到平衡时 体系的能量最低 形成稳定的离子化合物 4 离子键的特征特征 离子键没有方向性和饱和性 5 离子键的影响因素 离子键强弱的影响因素有离子半径的大小和离子所带电荷的多少 即离子半径越小 所带电荷越多 离子键就越强 特别提醒 含离子键的化合物都是离子化合物 离子化合物中一定含有离子键 可能含有共价键 如 MgO NaF只含离子键 NaOH NH4Cl既含有离子键 又含有共价键 共价化合物中只有共价键 配位键 1 配位键的定义 由一方提供孤对电子 另一方提供具有接受孤对电子的空轨道而形成的特殊的共价键叫配位键 2 配位键的实质 配位键的实质是一种特殊的共价键 但形成配位键的共用电子对是由一方提供 不是由双方共同提供的 3 形成条件 形成配位键的一方 如A 是能够提供孤对电子的原子 另一方 如B 是具有能够接受孤对电子的空轨道的原子 4 表示方法 配位键常用符号A B表示 2 特别提醒 成键条件比较 共价键中成键的双方是电负性相同或电负性相差较小的非金属元素 离子键电负性相差较大的金属元素和非金属元素 在配位键中成键原子一方能提供孤对电子 另一方具有能够接受孤对电子的空轨道 形成配位键的共用电子对由一方提供而不是双方共同提供 气态氯化铝 Al2Cl6 是具有配位键的化合物 分子中原子间成键关系为 请将图中你认为是配位键的斜线上加上箭头 解析配位键的箭头指向提供空轨道的一方 氯原子最外层有7个电子 通过一个共用电子对就可以形成一个单键 另有三对孤对电子 所以氯化铝 Al2Cl6 中与两个铝原子形成共价键的氯原子中 有一个是配位键 氯原子提供电子 铝原子提供空轨道 例1 配位键的箭头必须指向提供空轨道的一方 写成Cl Al是常出现的错误 下列关于离子键的特征的叙述中 正确的是 A 一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关 故离子键无方向性B 因为离子键无方向性 故阴 阳离子的排列是没有规律的 随意的C 因为氯化钠的化学式是NaCl 故每个Na 周围吸引一个Cl D 因为离子键无饱和性 故一种离子周围可以吸引任意多个带异性电荷的离子 体验1 解析离子键的特征是没有饱和性和方向性 因为离子键没有方向性 故带异性电荷的离子间的相互作用与其所处的相对位置无关 但是为了使物质的能量最低 体系最稳定 阴阳离子的排列也是有规律的 不是随意的 离子键无饱和性 体现在一种离子周围可以尽可能多的吸引带异性电荷的离子 但也不是任意的 因为这个数目还要受两种离子的半径比和个数比的影响 如NaCl晶体中每个Na 周围吸引6个Cl 每个Cl 周围也只能吸引6个Na 故Cl 和Na 的个数比为1 1 NaCl 仅仅是表示阴阳离子个数比的一个比例式 而不是表示物质确定组成的 分子式 答案A 下列叙述错误的是 A 带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键B 金属元素与非金属元素化合时 不一定形成离子键C 某元素的原子最外层只有一个电子 它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键D 非金属原子间不可能形成离子键解析相互作用包括相互吸引和相互排斥两个方面 A错 B正确 如AlCl3 BeCl2是由活泼金属与活泼非金属形成的共价化合物 C正确 如HCl是通过共价键形成的 D错 如NH4 是由非金属元素形成的阳离子 铵盐为离子化合物 含离子键 答案AD 例2 1 离子化合物中不一定含金属元素 如NH4NO3是离子化合物 但全部由非金属元素组成 含金属元素的化合物不一定是离子化合物 如AlCl3 BeCl2等是共价化合物 2 离子键只存在于离子化合物中 离子化合物中一定含离子键 也可能含共价键 如NaOH ZnSO4 Na2O2等 3 离子化合物受热熔化时会破坏离子键 从水溶液中结晶形成离子化合物时会形成离子键 但两个过程均属物理变化 因此 破坏化学键或形成化学键不一定发生化学变化 但化学变化过程一定有旧化学键的断裂和新化学键的形成 1 指出配合物K2 Cu CN 4 的配离子 中心离子 配位体 配位数及配位原子 2 按要求写出下列物质的化学式 由两个原子核和20个电子构成的离子化合物 写两种 并比较离子键的强弱 由三个原子核和14个电子构成的离子化合物 共有38个电子的AB2型离子化合物 共有38个电子的AB2型共价化合物 体验2 答案 1 配离子 Cu CN 4 2 中心离子 Cu2 配位体 CN 配位数 4 配位原子 C 2 MgO NaF前者离子键比后者强 Li2O CaF2 CS2 金属的物理通性 1 金属具有导电性 金属内部自由电子的运动不具有方向性 在外电场的作用下 自由电子在金属内部会发生定向移动 从而形成电流 2 金属具有导热性 通过自由电子的运动与金属离子的碰撞把能量从温度高的区域传到温度低的区域 从而使整块金属达到同样温度 3 延展性 在金属内部 金属离子与自由电子之间的作用没有方向性 当金属受到外力作用时 金属原子之间能发生相对滑动 而各层原子之间仍然保持金属键的作用 特别提醒 可以用金属的自由电子与金属阳离子的碰撞来解释金属导热性及升温导电性降低的原因 要点二 金属键 1 金属键及其实质 1 定义 金属离子与自由电子之间的强烈的相互作用 2 实质 金属原子的部分或全部外围电子受原子核的束缚比较弱 外围电子容易脱离原子核束缚形成自由电子 与金属阳离子形成强烈的相互作用 本质上也是一种静电作用 3 特点 金属键没有方向性和饱和性 这一点不同于共价键中的电子对 特别提醒 金属键是在多个电子和多个金属离子之间形成 而电子是可以在三维空间自由移动的 所以金属键既没有饱和性也没有方向性 金属键中的电子在整个三维空间运动 属于整个金属 2 影响金属键的强弱的因素主要因素是金属元素的原子半径和单位体积内自由电子的数目等 一般而言 金属元素的原子半径越大 金属键越弱 单位体积内自由电子的数目越多 金属键就强 3 下列关于金属的叙述中 不正确的是 A 金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用 其实质与离子键类似 也是一种电性作用B 金属键可以看做是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用 所以与共价键类似 也有方向性和饱和性C 金属键是带电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用 故金属键无饱和性和方向性D 构成金属的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动 例3 解析从基本构成微粒的性质看 金属键与离子键的实质类似 都属于电性作用 特征都是无方向性和饱和性 自由电子是由金属原子提供的 并且在整个金属内部的三维空间内运动 为整个金属的所有阳离子所共有 从这个角度看 金属键与共价键有类似之处 但两者又有明显的不同 如金属键无方向性和饱和性 答案B 在金属固体中 金属原子的外层价电子脱离原子核的吸引 成为自由电子 而金属原子变成了金属阳离子 在金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用 也是一种电性作用 下列物质的金属键最强的是 A NaB MgC KD Ca解析金属键的强弱与金属价电子数多少有关 价电子数越多金属键越强 与金属阳离子的半径大小也有关 金属阳离子半径越大 金属键越弱 四种物质中 阳离子电荷最多而半径最小的是Mg2 故在金属镁中所形成的金属键是最强的 在金属钾中形成的金属键是最弱的 答案B 体验3 下列金属熔点逐渐升高的是 A Li Na KB Na Mg AlC Li Be MgD Li Na Mg解析Na Mg Al价电子数