离子键、配位键与金属键

第3节离子键、配位键与金属键学习目标1.知道离子键的形成过程及特征。2.了解配位键的形成实质和简单的配位化合物。3.了解金属键的涵义，能用金属键理论解释金属的性质。课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案探究整合应用第3节课前自主学案自主学习一、离子键1．概念阴、阳离子通过____________形成的化学键。静电作用2．形成过程3．判断成键原子所属元素的电负性差值______，越容易形成离子键，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。4．实质离子键的实质是___________，它包括阴、阳离子之间的____________和两原子核及它们的电子之间的______两个方面。其中，静电引力用公式__________表示。5．特征离子键没有_______性和_______性。越大大于1.7静电作用静电引力斥力F＝kq＋q－r2方向饱和思考感悟1．形成离子键的微粒一定含有金属元素吗？含有金属元素的化合物一定存在离子键吗？【提示】都不一定。如NH4Cl中只有非金属元素，但其含有离子键；AlCl3中含有金属元素，但不含离子键。二、配位键1．配位键(1)概念：成键的两个原子一方提供__________，一方提供________而形成的化学键。(2)形成条件及表示方法一方有提供孤对电子的原子(如A)，另一方有接收孤对电子的空轨道的原子(如B)。配位键用符号___________表示。孤对电子空轨道A→B例如：[Ag(NH3)2]OH中的配位键可表示为______________。[Cu(NH3)4]SO4中的配位键可表示为_____________。(3)特点：配位键与普通共价键类似，不同的只是成键的共用电子对是由一方提供的。2．配合物(1)概念：组成中含有配位键的化合物。H3N→Ag＋H3N→Cu2＋(2)组成空轨道孤对电子思考感悟2．配位键与共价键的关系怎样？配位化合物中一定含过渡元素吗？【提示】如果仅从共用电子的角度考虑，配位键与共价键有类似之处，但形成配位键的共用电子是由一方提供而不是由双方共同提供的。配合物是含配位键的化合物，不一定含过渡元素，如NH4Cl。三、金属键1．含义概念金属中____________和“__________”之间存在的强烈的相互作用成键微粒______________和“___________”实质金属键本质是一种____________特征(1)金属键没有共价键所具有的________和__________(2)金属键中的电子在整个__________里运动，属于整块固态金属金属阳离子自由电子金属阳离子自由电子电性作用方向性饱和性三维空间2.金属性质(1)金属光泽：由于固态金属中有“_________”，能吸收所有频率的光并很快放出，所以金属具有金属光泽。(2)导电性：在外接电源的条件下，由于“自由电子”能沿着导线由负极向正极流动而形成电流，从而使金属表现出导电性。(3)导热性：金属中有__________时，由于“自由电子”能通过与金属阳离子间的碰撞，将能量由高温处传向低温处，从而使金属表现出导热性。自由电子温度差思考感悟3．有人将金属键视为特殊形式的共价键，试举出金属键与共价键不同的一个地方。【提示】(1)金属键没有共价键所具有的方向性和饱和性。(2)金属键中的电子属于整块金属而不是某些离子。自主体验1．具有选项中电负性的两种元素，最容易形成离子键的是()A．4和1B．3.5和1C．1.8和2D．4和0.8解析：选D。D选项中两元素的电负性差值最大，最容易形成离子键。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，下列关于实验现象的叙述不正确的是()A．先生成白色沉淀，加入足量氨水后沉淀消失B．生成的沉淀为AgCl，它不溶于水，但溶于氨水，重新电离成Ag＋和Cl－C．生成的沉淀是AgCl，加入氨水后生成了可溶性的配合物Ag(NH3)2ClD．若向AgNO3溶液中直接滴加氨水，产生的现象也是先出现白色沉淀后又消失解析：选B。本题考查AgCl的生成与溶解的实验现象。由于Ag＋与NH3分子能通过配位键而发生反应：Ag＋＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋，所以，AgCl、AgOH等沉淀都能溶于氨水中。3．金属具有延展性的原因是()A．金属原子半径都较大，价电子较少B．金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用C．金属中大量自由电子受外力作用时运动速度加快D．自由电子受外力作用时能迅速传递能量解析：选B。金属具有延展性的原因：金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用，B正确；A、C、D错误。课堂互动讲练离子键、配位键、共价键与金属键的比较化学键类型离子键配位键共价键金属键定义阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键由一方提供孤对电子，另一方提供空轨道原子间通过共用电子对而形成的化学键金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用化学键类型离子键配位键共价键金属键特点无方向性和饱和性有方向性和饱和性有方向性和饱和性无方向性和饱和性成键微粒阴、阳离子原子、离子原子金属阳离子、自由电子化学键类型离子键配位键共价键金属键成键性质静电作用共用电子对共用电子对静电作用形成条件电负性相差较大的活泼金属元素的阳离子和活泼非金属元素的阴离子一方有孤对电子，一方有空轨道电负性相差较小的具有成单电子的原子金属单质、合金下列有关离子键的叙述中正确的是()A．离子化合物中只含有离子键B．共价化合物中可能含离子键C．含离子键的化合物不一定为离子化合物D．共价化合物中不含离子键【思路点拨】解答本题应注意以下两点：(1)离子化合物与共价化合物的区别。(2)化学键与物质类别的关系。例1【解析】由阴、阳离子通过离子键直接构成的化合物称为离子化合物，故在离子化合物中必含离子键，含离子键的化合物必为离子化合物，即离子键只存在于离子化合物中。但在阴、阳离子中可能含有极性或非极性共价键，如NaOH、NH4Cl、Na2O2，故在离子化合物中除了离子键外还可能含有共价键。共价化合物是原子间通过共用电子对相互结合形成的化合物，它们之中不可能存在离子键。【答案】D【规律方法】化学键与物质类别的关系(1)离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键。简单离子组成的离子化合物中只有离子键。如MgO、NaCl等，复杂离子(原子团)组成的离子化合物中既有离子键，又有共价键，如(NH4)2SO4、NH4NO3、NaOH、Na2O2等。(2)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键。(3)中学常见物质中的化学键①只有非极性键的物质：H2、O2、N2、金刚石、单晶硅、P4、S2、S4……(同种非金属元素构成的单质)。②只有极性键的物质：HX、CO、NO、CS2、BF3等(两种不同元素构成的化合物)。③既有极性键，又有非极性键的物质：H2O2、CH2===CH2、、等。(4)只有离子键的物质：CsCl、NaCl、Na2O、K2O、NaH、KH等(固态)。(5)既有离子键，又有非极性键的物质：Na2O2、FeS2、CaC2等。(6)有离子键、共价键、配位键的物质：铵盐。(7)无化学键的物质：稀有气体。变式训练1下列各组化合物中，化学键类型都相同的是()A．NH4Cl和Na2SB．Na2O和Na2O2C．CO2和CS2D．HCl和NaOH解析：选C。NH4Cl和Na2S都是典型的离子化合物，但Na2S只有离子键，而NH4Cl中有离子键、配位键和极性共价键；Na2O只有离子键，Na2O2中既有离子键又有非极性共价键；CO2和CS2是共价化合物，只有极性共价键；HCl中只有共价键，NaOH是离子化合物，既有离子键又有氧氢之间的极性共价键。金属键及其对物质性质的影响1．定义：金属阳离子与自由电子间的强烈相互作用。2．特点(1)成键微粒是金属阳离子和自由电子；(2)金属键无方向性和饱和性；(3)金属键存在于金属单质和合金中。3．金属键的强弱比较金属键的强度主要决定于金属元素的原子半径和价电子数，原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱，原子半径越小，价电子数越多，金属键越强。4．金属键对金属性质的影响(1)金属键越强，金属熔、沸点越高。(2)金属键越强，金属硬度越大。(3)金属键越强，金属越难失电子，金属性越弱，如Na的金属键强于K，则Na比K难失电子，金属性Na比K弱。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例2【解析】本题考查金属键与金属性质的关系。金属键越强，金属的熔点越高。A项中，阳离子半径顺序为：LiNaK，金属键的强弱为：LiNaK，熔点为依次降低；B项，价电子数的关系为：NaMgAl，离子半径大小关系为：NaMgAl，故金属键为依次增强，熔、沸点依次升高；C项中Be的熔点高于Mg；D项Li的熔点高于Na。【答案】B【规律方法】金属键强弱决定着金属的硬度大小及熔、沸点高低。变式训练2下列生活中的问题，不能用金属键知识解释的是()A．用铁制品做炊具B．用金属铝制成导线C．用铂金做首饰D．铁易生锈解析：选D。铁做炊具，利用金属铁有延展性、易传热，而这些性质都与金属键有关；用金属铝制成导线利用了铝易导电，与金属键有关；用铂金做首饰利用了它有很好的延展性，也与金属键有关；铁易生锈是化学性质，与铁的原子结构及周围介质有关。探究整合应用铁是人体必需的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水，但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2＋的存在，设计并进行了如下实验：(1)试剂1是________，试剂2是________，加入新制氯水后溶液中发生的离子反应方程式是___________________________________，__________________________________。(2)加入试剂2后溶液中颜色由淡黄色转变为淡红色说明______________________________。(3)该同学猜想血红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的＋3价铁被还原为＋2价铁，你认为该同学的猜想合理吗？______。若你认为合理，请说明理由(若你认为不合理，该空不要作)______________________________。若你认为不合理，请提出你的猜想并设计一个简单的实验加以验证(若你认为合理，该空不要作答)________________________________。(4)该药品须密封保存，若表面出现颜色变化，说明部分＋2价铁已变成＋3价铁。请你运用物质结构的知识解释Fe3＋比Fe2＋稳定的原因：____________________________________。【解析】根据题意，琥珀酸亚铁不溶于水但能溶于人体中的胃酸，为了检测“速力菲”药片中Fe2＋的存在，应先加稀盐酸将其溶解，所以试剂1为稀盐酸。加稀盐酸溶解后所得溶液应为淡绿色，结果为淡黄色，并且加入试剂2(KSCN溶液)后变为淡红色溶液，说明有少量的Fe2＋被氧化为Fe3＋。向淡红色溶液中加入氯水，由于发生2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－和Fe3＋＋SCN－[Fe(SCN)]2＋反应，溶液中[Fe(SCN)]2＋浓度增大，故溶液变为血红色。【答案】(1)稀盐酸KSCN溶液2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－Fe3＋＋SCN－[Fe(SCN)]2＋(2)有少量的Fe2＋转化为Fe3＋(3)不合理我的猜想是[Fe(SCN)]2＋配离子中的SCN－被过量的氯水氧化。设计的实验为在退色后溶液加入FeCl3溶液，仍不变红色(或在退色后溶液加入KSCN溶液，变红色)(4)Fe3＋的3d轨道填充了5个电子，为半充满状态知能优化训练本部分内容讲解结束点此进入课件目