高中化学 第2章 化学键与分子间作用力 第3节 离子键、配位键与金属键课件 鲁科版选修3.ppt

第3节离子键 配位键与金属键 第2章化学键与分子间作用力 学习目标定位 1 知道离子键的形成 概念 实质及特征 2 知道配位键 配合物的概念 学会配位键的判断方法 会分析配合物的组成与应用 3 知道金属键的概念及其实质 能够用金属键理论解释金属的物理特性 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 1 概念阴 阳离子通过形成的化学键 2 形成过程 一 离子键 静电作用 阳离子 阴离子 3 实质阴 阳离子之间的 当静电作用中同时存在的和 达到平衡时 体系的能量 形成稳定的离子化合物 1 静电引力是指之间的异性电荷吸引力 2 静电斥力包括 之间的斥力 静电作用 静电引力 静电 斥力 最低 阴 阳离子 阴 阳离子的原子核 核外电子 3 影响静电作用的因素根据库仑定律 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 阳离子的的平方成反比 核间距离 r 4 形成条件一般认为当成键原子所属元素的电负性差值时 原子间才有可能形成离子键 大于1 7 5 特征 1 没有方向性 离子键的实质是作用 离子的电荷分布通常被看成是的 因此一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向 2 没有饱和性 在离子化合物中 每个离子周围最邻近的带异性电荷离子数目的多少 取决于阴 阳离子的相对 只要空间条件允许 阳离子将吸引的阴离子排列在其周围 阴离子也将吸引 的阳离子排列在其周围 以达到体系能量的目的 静电 球形对称 无关 大小 尽可能多 尽可能多 降低 1 离子键的存在只存在于离子化合物中 大多数盐 强碱 活泼金属氧化物 过氧化物如na2o2 氢化物如nah 和nh4h等 2 离子键的实质是 静电作用 这种静电作用不仅是静电引力 而是指阴 阳离子之间静电吸引力与电子与电子之间 原子核与原子核之间的排斥力处于平衡时的总效应 3 离子电荷 离子半径是影响离子键强弱的重要因素 阴 阳离子所带的电荷越多 离子半径越小 核间距越小 静电作用越强 离子键越强 例1具有下列电子排布的原子中最难形成离子键的是a 1s22s22p2b 1s22s22p5c 1s22s22p63s2d 1s22s22p63s1 答案 解析 解析形成离子键的元素为活泼金属元素与活泼非金属元素 a为c元素 b为f元素 c为mg元素 d为na元素 则只有a项碳元素既难失电子 又难得电子 不易形成离子键 例2下列物质中的离子键最强的是a kclb cacl2c mgod na2o 答案 解析 解析离子键的强弱与离子本身所带电荷数的多少及半径有关 半径越小 离子键越强 离子所带电荷数越多 离子键越强 在所给阳离子中 mg2 带两个正电荷 且半径最小 在阴离子中 o2 带两个单位的负电荷 且半径比cl 小 故mgo中的离子键最强 例3下列关于离子键的说法中错误的是a 离子键没有方向性和饱和性b 非金属元素组成的物质也可以含离子键c 形成离子键时离子间的静电作用包括静电吸引和静电斥力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 答案 解析 解析活泼金属和活泼非金属元素原子间易形成离子键 但由非金属元素组成的物质也可含离子键 如铵盐 b项正确 离子键无饱和性 体现在一种离子周围可以尽可能多地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 即空间条件是否允许 和个数比的影响 d项错误 1 金属与非金属形成的化学键有可能是共价键 如alcl3 2 完全由非金属元素形成的化合物中有可能含离子键 如nh4cl nh4h 一定有共价键 3 离子键不具有饱和性是相对的 每种离子化合物的组成和结构是一定的 而不是任意的 易错警示 1 配位键 1 用电子式表示nh3 的形成 n原子与h原子以共价键结合成nh3分子 二 配位键和配合物 2 中共价键的形成与 相比较的不同点 3 配位键的概念及表示方法 概念 成键原子一方提供 另一方提供形成的共价键 表示方法 配位键常用a b表示 其中a是提供的原子 b是接受或提供的原子 中形成共价键时 n原子一方提供孤对电子 h 提供空轨道 孤电子对 空轨道 孤电子对 孤电子对 空轨道 2 配合物 1 配合物的形成在盛有2ml0 1mol l 1的cuso4溶液中 逐滴加入过量的浓氨水 观察到的现象是 最后变为 反应的离子方程式是 cu oh 2 4nh3 h2o cu nh3 4 2 2oh 4h2o 先生成蓝色沉淀 继续加氨水 沉淀溶解 蓝 色透明溶液 2 cu nh3 4 2 配离子 的形成 氨分子中氮原子的进入cu2 的 cu2 与nh3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的形成配位键 配离子 cu nh3 4 2 可表示为 如图所示 3 配合物的概念 由提供孤对电子的与接受孤对电子的中心原子以结合形成的化合物 如 cu nh3 4 so4 ag nh3 2 oh等均为配合物 孤对电子 空轨道 孤对电子 配位体 配位键 1 配合物的组成配合物 cu nh3 4 so4的组成如下图所示 中心原子或离子 提供空轨道 常见的是过渡金属的原子或离子 如fe ni fe3 ag cu2 zn2 等 配位体 提供孤对电子的阴离子或分子 如h2o nh3 co x f cl br i oh scn cn 等 配位数 直接与中心原子配位的原子或离子数目 如 fe cn 6 4 中fe2 的配位数为6 内界和外界 配合物分为内界和外界 其中配离子称为内界 与内界发生电性匹配的阳离子或阴离子称为外界 外界和内界以离子键相结合 2 配合物溶于水的电离情况配合物中外界离子能电离出来 而内界离子不能电离出来 通过实验及其数据可以确定内界和外界离子的个数 从而可以确定其配离子 中心离子和配位体 例4下列不能形成配位键的组合是a ag nh3b h2o h c co3 cod ag h 答案 解析配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对 另一方能提供空轨道 a b c三项中 ag h co3 能提供空轨道 nh3 h2o co能提供孤电子对 所以能形成配位键 而d项ag 与h 都只能提供空轨道 而无法提供孤电子对 所以不能形成配位键 解析 例5回答下列问题 1 配合物 ag nh3 2 oh的中心离子是 配位原子是 配位数是 它的电离方程式是 答案 解析在配合物 ag nh3 2 oh中 中心离子是ag 配位原子是nh3分子中的n原子 配位数是2 解析 ag nh3 2 oh ag nh3 2 oh ag n 2 2 向盛有少量nacl溶液的试管中滴入少量agno3溶液 再加入氨水 观察到的现象是 3 解释加入氨水后 现象发生变化的原因 答案 产生白色沉淀 加入氨水后 白色沉淀溶解 agcl存在微弱的溶解平衡 agcl s ag aq cl aq 向其中滴加氨水 ag 与nh3能发生如下反应 ag 2nh3 ag nh3 2 会使沉淀溶解平衡向右移动 最终因生成 ag nh3 2 cl而溶解 1 金属键的概念及其实质 1 概念 金属中和之间存在的强烈相互作用 2 成键微粒 和 3 本质 金属阳离子和自由电子之间的 2 金属键的特征 1 金属键没有共价键所具有的性和性 2 金属键中的电子在整个三维空间运动 属于 三 金属键 金属阳离子 自由电子 金属阳离子 自由电子 电性作用 饱和 方向 整块固态金属 3 用金属键理论解释金属的下列物理性质 1 金属不透明 具有金属光泽 答案当可见光照射到金属表面上时 固态金属中的 自由电子 能够吸收所有频率的光并很快放出 使得金属不透明并具有金属光泽 2 金属具有良好的延展性 答案金属键没有方向性 当金属受到外力作用时 金属原子间发生相对滑动而不会破坏金属键 金属发生形变但不会断裂 故金属具有良好的延展性 3 金属具有良好的导电性 答案金属内部自由电子的运动不具有方向性 在外加电场的作用下 金属晶体中的 自由电子 发生定向移动而形成电流 使金属表现出导电性 4 金属具有良好的导热性 答案当金属中有温度差时 通过不停运动着的 自由电子 与金属阳离子间的碰撞 把能量由高温处传向低温处 使整块金属表现出导热性 相关视频 例6下列关于金属键的叙述中 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 金属键可以看作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 金属键是带异性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 构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动 答案 解析 解析从基本构成微粒的性质看 金属键与离子键的实质 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 例7金属键的强弱与金属的价电子数多少有关 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 据此判断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 解析金属键越强 金属的熔点越高 a项 阳离子半径顺序为lina k 熔点依次降低 b项 价电子数的关系为namg al 故金属键依次增强 熔点依次升高 c项 be的熔点高于mg d项 li的熔点高于na 答案 解析 对于主族元素 一般同周期从左到右金属的熔 沸点逐渐升高 同主族从上到下金属的熔 沸点逐渐降低 相关视频 规律总结 学习小结 化学键的比较 达标检测 1 下列叙述正确的是a 带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键b 金属元素和非金属元素化合时不一定形成离子键c 原子最外层只有1个电子的主族元素与卤素所形成的化学键一定是离子键d 非金属元素形成的化合物中不可能含有离子键 1 2 3 4 5 答案 解析 6 解析离子键的本质是阴 阳离子之间的静电作用 静电作用包括静电引力和静电斥力 a项不正确 活泼金属与活泼非金属容易形成离子键 一般当成键原子所属元素的电负性差值小于1 7时 原子间不易形成离子键 如alcl3和becl2中金属与非金属原子形成共价键 b项正确 原子最外层只有1个电子的主族元素包括h元素和碱金属元素 h元素与卤素形成共价键 碱金属元素与卤素形成离子键 c项不正确 由非金属元素形成的化合物中可能含有离子键 如铵盐中与阴离子形成离子键 1 2 3 4 5 6 2 若x y两种粒子之间可形成配位键 则下列说法正确的是a x y只能均是分子b x y只能均是离子c 若x提供空轨道 则y至少要提供一对孤电子对d 若x提供空轨道 则配位键表示为x y 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析形成配位键的两种微粒可以均是分子或者均是离子 还可以一种是分子 一种是离子 但必须是一种微粒提供空轨道 一种微粒提供孤电子对 a b项错误 c项正确 配位键中箭头应该指向提供空轨道的x d项错误 3 下列关于金属及金属键的说法正确的是a 金属键具有方向性和饱和性b 金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用c 金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子d 金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析金属键没有方向性和饱和性 a不正确 金属键是金属阳离子和自由电子间的相互作用 b正确 金属导电是因为自由电子在外加电场作用下发生定向移动 c不正确 金属具有光泽是因为自由电子能够吸收并放出可见光 d不正确 4 下列叙述错误的是a 离子键没有方向性和饱和性 而共价键有方向性和饱和性b 金属键的实质是在整块固态金属中不停运动的 自由电子 与金属阳离子相互作用 使得体系的能量大大降低c 配位键在形成时 由成键双方各提供一个电子形成共用电子对d 三种不同的非金属元素可以形成离子化合物 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析a项为离子键和共价键的特征 正确 c项 配位键在形成时 由成键原子的一方提供孤对电子 另一方提供空轨道 错误 nh4cl是不含金属元素的离子化合物且是由三种不同的非金属元素组成的 d正确 1 2 3 4 5 6 5 下列关于配位化合物的叙述中不正确的是a 配位化合物中必定存在配位键b 配位化合物中只有配位键c cu h2o 4 2 中的cu2 提供空轨道 h2o中的o原子提供孤电子对 两者结合形成配位键d 配位化合物在半导体等尖端技术 医学科学 催化反应和材料化学等领域都有广泛的应用 1 2 3 4 5 6 答案 解析 解析配位化合物中一定含有配位键 但也含有其他化学键 cu2 提供空轨道 h2o中的o原子提供孤电子对 两者结合形成配位键 1 2 3 4 5 答案 解析 6 6 回答下列问题 1 下列金属的金属键最强的是 填字母 a nab mgc kd ca b 解析金属阳离子半径越小 金属价电子数越多 金属键越强 四种金属中阳离子电荷数最多而半径最小的是mg2 故金属镁的金属键最强 2 有下列物质 a naohb na2oc nh4cld na2o2e ni co 4f ch4 只含离子键的化合物 填字母 下同 含有极性键的离子化合物 含有非极性键的离子化合物 存在着配位键的化合物是 含键的类型最多的是 1 2 3 4 5 答案 解析 6 bacdcec 解析离子键是阴 阳离子间强烈的静电作用 存