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第2章化学键与分子间作用力第3节离子键、配位键与金属键目标与素养：1.知道离子键的形成过程及特征，知道金属键的含义，能用金属键理论解释金属的某些性质。(宏观辨识与微观探析)2.了解配合物的成键情况，能够实验探究配合物的制备，并了解配合物的应用。(科学探究与创新意识)自主预习探新知一、离子键1．概念阴、阳离子通过形成的化学键。2．形成条件成键原子所属元素的电负性差值越，原子间越容易发生电子得失，形成离子键。一般认为，当成键原子所属元素的电负性差值大于时，原子间才有可能形成离子键。静电作用大1.73．形成过程一、离子键阳离子阴离子失得4．实质：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和两原子核及它们的电子之间的斥力两个方面。其中，静电引力用公式(k为比例系数)表示。5．特征：离子键没有性和性。一、离子键F＝kq＋q－r2方向饱和二、配位键1．配位键概念成键的两个原子一方提供，一方提供空轨道而形成的化学键形成条件及表示方法一方(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。用符号A→B表示孤对电子2.配合物(1)概念：组成中含有配位键的物质。(2)组成二、配位键空轨道孤对电子三、金属键1．含义概念金属中和“”之间存在的强的相互作用实质金属键本质是一种特征(1)金属键无和(2)金属键中的电子在整个三维空间里运动，属于整块固态金属2.金属性质金属不透明，具有金属光泽及良好的导电性、导热性和性，这些性质都与密切相关。金属阳离子自由电子电性作用方向性饱和性延展金属键金属导电与电解质溶液导电有什么区别？[提示]金属导电是自由电子的定向移动，属于物理变化，电解质溶液导电是阴、阳离子的定向移动并在阴、阳极放电的过程，是化学变化。三、金属键1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)离子键与共价键都有方向性和饱和性。()(2)离子键是阴、阳离子间的静电引力。()(3)配位键可看作是一种特殊的共价键。()(4)金属键仅含在金属单质中。()××√×B[金属键是金属阳离子和“自由电子”之间存在的强烈的静电作用，而不仅指静电吸引作用，还有金属阳离子间的和“自由电子”间的排斥作用。]2．下列有关金属键的叙述错误的是()A．金属键没有饱和性和方向性B．金属键是金属阳离子和“自由电子”之间存在的强烈的静电吸引作用C．金属键中的电子属于整块金属D．金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关3．向AgNO3溶液中滴入氨水，现象：生成白色沉淀，随氨水的增加，沉淀逐渐溶解。写出以上反应的离子方程式：__________________________________________________________________________________________________________________________。[答案]Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH＋4、AgOH＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋OH－核心突破攻重难键型离子键共价键概念阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键原子间通过共用电子对形成的化学键成键方式通过得失电子达到稳定结构通过形成共用电子对达到稳定结构成键粒子阴、阳离子原子成键性质静电作用静电作用离子键与共价键的比较形成条件活泼金属元素与活泼非金属元素化合时形成离子键同种或不同种非金属元素化合时形成共价键(稀有气体元素除外)特征没有饱和性和方向性有饱和性和方向性存在离子化合物绝大多数非金属单质、共价化合物、某些离子化合物表示方法电子式，如离子键的形成过程：①结构式，如H—Cl②电子式，如共价键的形成过程：【典例1】下列关于离子键特征的叙述中，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A[离子键的特征是无方向性和饱和性。因为离子键无方向性，故带异性电荷的离子间的相互作用与其所处的方向无关，但为了使物质的能量最低，体系最稳定，阴、阳离子的排列是有规律的，而不是随意的；离子键无饱和性，体现在每个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，每个离子周围吸引带异性电荷的离子的多少主要取决于阳离子与阴离子的半径比，如NaCl晶体中，每个离子周围吸引六个带异性电荷的离子，而在CsCl晶体中，每个离子周围吸引八个带异性电荷的离子，其原因在于r（Na＋）r（Cl－）r（Cs＋）r（Cl－）。]离子键不具有饱和性是相对的，只有在空间条件允许的前提下，离子才可能将吸引尽可能多的带异性电荷的离子排列在其周围，因此，每种化合物的组成和结构是一定的，而不是任意的。1．NaF、KI、MgO均为离子化合物，现有下列数据，据此判断这三种化合物熔点高低的顺序()物质①NaF②KI③MgO离子电荷数112核间距(10－10m)2.313.482.10A.①②③B．③①②C．③②①D．②①③B[离子化合物中，离子所带电荷数越多、半径越小，离子键越强，其熔、沸点就越高。因为r(F－)r(I－)；r(Na＋)r(K＋)，所以离子键NaF较KI强，熔点NaF比KI高；MgO由半径小、电荷数多的离子(Mg2＋、O2－)构成，离子键很强，所以它为高熔点物质，常用作耐火材料。]1.配合物的组成配合物由中心原子(提供空轨道)和配位体(提供孤对电子)组成，分为内界和外界，以[Cu(NH3)4]SO4为例表示为配位键和配合物(1)配位体配位体可以是阴离子，如X－(卤素离子)、OH－、SCN－、CN－、RCOO－(羧酸根离子)、PO3－4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离子配合的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有孤对电子的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子，配位原子常是ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族的元素。(2)配位数直接同中心离子(或原子)配位的原子数目叫中心离子(或原子)的配位数。要注意只含有一个配位原子的配位体称为单基配位体，中心离子同单基配位体结合的数目就是该中心离子的配位数，如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为6。含有两个以上配位原子的配位体叫多基配位体，中心离子(或原子)同多基配位体配合时，配位数等于同中心离子配位的原子数。例如，乙二胺分子中含有两个配位N原子，故在[Pt(en)2]Cl2(en代表乙二胺分子)中Pt2＋的配位数为2×2＝4，而配位体只有两个，依次类推。2．配合物的形成对性质的影响(1)溶解性的影响一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以依次溶解于含过量的Cl－、Br－、I－、CN－和氨的溶液中，形成可溶性的配合物。(2)颜色的改变当简单离子形成配离子时其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，我们根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3＋与SCN－在溶液中可生成配位数为1～6的铁的硫氰酸根配离子，这种配离子的颜色是血红色的，反应的离子方程式如下：Fe3＋＋nSCN－===[Fe(SCN)n]3－n(3)稳定性增强配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，血红素中的Fe2＋与CO分子形成的配位键比Fe2＋与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2＋与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。【典例2】(2019·全国Ⅰ卷)乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是____________，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是______(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。[答案]乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键Cu2＋注意配位键与一般共价键的区别：配位键成键电子由单方提供，一般共价键成键电子由双方提供。2．某物质的实验式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是()A．配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6B．该配合物可能是平面正方形结构C．Cl－和NH3分子均与Pt4＋配位D．配合物中Cl－与Pt4＋配位，而NH3分子不配位C[在PtCl4·2NH3水溶液中加入AgNO3溶液无沉淀生成，以强碱处理无NH3放出，说明Cl－、NH3均处于内界，故该配合物中中心原子的配位数为6，电荷数为4，Cl－和NH3分子均与Pt4＋配位，A、D错误，C正确；因为配体在中心原子周围配位时采取对称分布状态以达到能量上的稳定状态，Pt4＋配位数为6，则其空间构型为八面体形，B错误。]1.金属键的强弱比较：金属键的强弱主要取决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。金属键2．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，一般金属性越弱，如Na的金属键强于K，则Na比K难失电子，金属性Na比K弱。(4)金属键越强，金属原子的电离能越大。3．含金属键的物质：金属单质及其合金。【典例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，其实质也是一种静电作用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．构成金属的“自由电子”在整个金属内部的三维空间中做自由运动B[“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。]由成键微粒看，在各种物质中有阳离子，不一定有阴离子。3．金属的下列性质中与金属晶体结构无关的是()A．导电性B．化学反应中易失去电子C．延展性D．硬度[答案]B当堂达标提素养B[NaCl在熔融状态能导电，说明NaCl=====熔融Na＋＋Cl－，即说明NaCl中存在离子键。]1．氯化钠是日常生活中人们常用的调味品。下列性质可以证明氯化钠中一定存在离子键的是()A．具有较高的熔点B．熔融状态能导电C．水溶液能导电D．常温下能溶于水D[AlCl3溶于水后得到Al3＋和Cl－，但在AlCl3中只存在共价键，A项错误；形成离子键时的静电作用既有静电吸引也有静电排斥，B项错误；形成离子键时，离子半径越小，离子键越强，C项错误；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，D项正确。]2．下列关于离子键的说法中正确的是()A．溶于水后所得溶液中含有金属阳离子和酸根阴离子的物质中一定含有离子键B．形成离子键时离子间的静电作用指的是静电吸引C．形成离子键时，离子半径越大，离子键就越强D．非金属元素组成的物质也可以含离子键3．如图所示是卟啉配合物叶绿素的结构示意图(部分)，下列有关叙述正确的是()A．该叶绿素只含有H、Mg、C元素B．该叶绿素是配合物，中心离子是镁离子C．该叶绿素是配合物，其配位体是N元素D．该叶绿素不是配合物，而是高分子化合物B[该化合物还含有O元素和N元素，A错误；Mg的最高化合价为＋2，而化合物中Mg与4个N原子作用，由此可以判断该化合物中Mg与N原子间形成配位键，该物质为配合物，B正确，D错误；该化合物中配位原子为N原子，不能称N原子为配位体，同样也不能称N元素为配位体，因为配位体一般为离子或分子，C错误。]B[金属键没有方向性和饱和性，A错误；金属键是金属阳离子和“自由电子”间的相互作用，B正确；金属导电是因为在外加电场作用下