魯科版選擇性必修2第2章第3節(jié)離子鍵配位鍵與金屬鍵課件（42張）

第3節(jié)離子鍵、配位鍵與金屬鍵學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過離子鍵知識學(xué)習(xí),認(rèn)識離子鍵的本質(zhì)。結(jié)合常見的離子化合物的實例,認(rèn)識物質(zhì)的構(gòu)成微粒、微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。2.通過配位鍵知識學(xué)習(xí),知道配位鍵的特點,認(rèn)識簡單的配位化合物的成鍵特征,了解配位化合物的存在與應(yīng)用。3.通過金屬鍵知識學(xué)習(xí),知道金屬鍵的特點與金屬某些性質(zhì)的關(guān)系。任務(wù)分項突破課堂小結(jié)提升學(xué)科素養(yǎng)測評任務(wù)分項突破學(xué)習(xí)任務(wù)1離子鍵自主梳理1.概念陰、陽離子通過

形成的化學(xué)鍵。2.形成條件成鍵原子所屬元素的電負(fù)性差值越大,原子之間越

得失電子而形成離子鍵。一般認(rèn)為,當(dāng)成鍵原子所屬元素的電負(fù)性差值大于1.7時,原子間才可能形成離子鍵。3.實質(zhì)陰、陽離子之間的

。當(dāng)靜電作用中同時存在的

和

達(dá)到平衡時,體系的能量

,形成穩(wěn)定的離子化合物。靜電作用容易靜電作用引力斥力最低4.特征離子鍵沒有

性和飽和性,因此在以離子鍵相結(jié)合的化合物所形成的晶體中,每個離子周圍

的離子,這種情況下體系能量更低。5.離子極化在相互的電場作用下,陰、陽離子中的電子分布會發(fā)生相對偏移。這種在電場的作用下產(chǎn)生的離子中電子分布發(fā)生偏移的現(xiàn)象稱為離子極化。離子極化可能導(dǎo)致陰、陽離子的外層軌道發(fā)生重疊,從而使得許多離子鍵不同程度地顯示共價性,繼而導(dǎo)致鍵長縮短、鍵能增加,甚至出現(xiàn)鍵型變異。如AgF→AgCl→AgBr→AgI,共價性依次增強(qiáng),且AgI以共價鍵為主。方向盡可能多地排列帶異性電荷互動探究探究離子鍵的形成問題1:金屬元素與非金屬元素化合時一定形成離子鍵嗎?提示:不一定。金屬元素與非金屬元素也有可能形成共價鍵,如Al、Cl兩種元素以共價鍵形成AlCl3。問題2:如何理解“靜電作用”?提示:靜電作用包括靜電吸引和靜電排斥,是陰、陽離子之間靜電吸引力與電子和電子之間、原子核和原子核之間的排斥力處于平衡時的總效應(yīng)。問題3:在以離子鍵結(jié)合的化合物中,每個離子周圍能無限制地排列帶異性電荷的離子嗎?提示:不能。雖然離子鍵沒有方向性和飽和性,但離子周圍排列帶異性電荷的離子數(shù)目的多少取決于離子周圍空間的大小,即陰、陽離子的相對大小,故飽和性是相對的。歸納拓展離子鍵與共價鍵對比鍵型離子鍵共價鍵概念陰、陽離子之間通過靜電作用形成的化學(xué)鍵原子間通過共用電子形成的化學(xué)鍵成鍵方式通過得失電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)通過形成共用電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)成鍵微粒陰、陽離子原子成鍵本質(zhì)靜電作用靜電作用形成條件活潑金屬元素與活潑非金屬元素化合時形成離子鍵同種或不同種非金屬元素化合時形成共價鍵(稀有氣體元素除外)題組例練C1.(2021·甘肅蘭州期中)下列關(guān)于離子鍵的說法中,正確的是(

)A.PCl3和BF3兩種分子中,每個原子的最外層都具有8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B.NaOH是離子化合物,該物質(zhì)中只含有離子鍵C.某化合物在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電,該化合物一定含離子鍵D.NaHSO4在熔融狀態(tài)下不僅破壞了離子鍵,還破壞了共價鍵解析:BF3中B原子最外層有6個電子,不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故A錯誤;NaOH是離子化合物,存在鈉離子和氫氧根離子間的離子鍵及氫氧根離子中氧氫原子間的極性共價鍵,故B錯誤;在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物一定存在離子鍵,屬于離子化合物,故C正確;NaHSO4在熔融狀態(tài)下,電離出鈉離子和硫酸氫根離子,破壞了離子鍵,沒有破壞共價鍵,故D錯誤。2.(2021·廣東惠州期末)研究化學(xué)鍵有助于人們理解物質(zhì)的某些性質(zhì),下列物質(zhì)中既含離子鍵又含共價鍵的是(

)A.CaCl2 B.SO2 C.H2SO4 D.KNO3D題后悟道離子鍵與離子化合物(1)離子化合物中一定有離子鍵,可能還有共價鍵。簡單離子組成的離子化合物中只有離子鍵;復(fù)雜離子(原子團(tuán))組成的離子化合物中既有離子鍵又有共價鍵,既可能是極性共價鍵,又可能是非極性共價鍵。例如:①只含有離子鍵:MgO、NaCl、MgCl2;②含有極性共價鍵和離子鍵:NaOH、NH4Cl、Na2SO4;③含有非極性共價鍵和離子鍵:Na2O2、CaC2等。(2)共價化合物中只有共價鍵,一定沒有離子鍵。這是因為共價化合物在分子狀態(tài)時沒有帶電荷的陰、陽離子,如HCl、CO2、CH4等。學(xué)習(xí)任務(wù)2配位鍵自主梳理1.配位鍵的形成(1)概念:成鍵的兩個原子一方提供

,另一方提供能接受孤電子對的

而形成的化學(xué)鍵,叫作配位鍵。(2)成鍵粒子:原子或離子。(3)成鍵條件及表示方法:一方(如A)是能夠提供孤電子對的原子,另一方(如B)具有能夠接受孤電子對的空軌道。常用符號

表示。2.配合物(1)定義:一般來說,組成中

的物質(zhì)稱為配位化合物,簡稱配合物。孤電子對空軌道A→B含有配位鍵(2)常見配合離子:二氨合銀離子化學(xué)式為

;四水合銅離子化學(xué)式為

;四氨合銅離子化學(xué)式為

等。(3)配離子結(jié)構(gòu):配離子由兩部分構(gòu)成,提供空軌道的稱為

.

,提供孤電子對的稱為

。(4)應(yīng)用:配合物在生命體中大量存在,在尖端技術(shù)、醫(yī)藥科學(xué)、催化反應(yīng)和材料化學(xué)等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中,人們經(jīng)常利用金屬離子和與其配位的物質(zhì)的性質(zhì)不同,進(jìn)行溶解、沉淀或萃取操作來達(dá)到分離提純、分析檢測等目的。[Ag(NH3)2]+[Cu(H2O)4]2+[Cu(NH3)4]2+中心原子或中心離子配體互動探究實驗過程實驗現(xiàn)象[實驗1]CuCl2固體溶于水,溶液為黃綠色,加水稀釋過程中,溶液由黃綠色變?yōu)樗{(lán)色[實驗2]①試管中溶液變?yōu)辄S色,②試管中溶液為無色

[實驗3]先產(chǎn)生白色沉淀,后沉淀溶解,向溶液中加入10%葡萄糖水浴加熱,試管內(nèi)壁得到光亮的銀鏡[實驗4]①中產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,滴加氫氧化鈉溶液至過量,沉淀不溶解;②中先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,繼續(xù)滴加濃氨水,沉淀溶解,得到深藍(lán)色溶液探究1配合物的制備問題1:根據(jù)上述實驗現(xiàn)象能得出什么結(jié)論?提示:問題2:外界條件的變化能影響配合物的存在形式嗎?探究2配合物的組成問題3:配位鍵與共價鍵有什么區(qū)別與聯(lián)系?提示:配位鍵與共價鍵有相似之處,但形成配位鍵的共用電子是由一方提供,而不是由雙方共同提供的;共價鍵的共用電子對由雙方共同提供。問題4:配合物[Cu(NH3)4]SO4中含有的化學(xué)鍵類型有哪些?提示:[Cu(NH3)4]SO4中含有的化學(xué)鍵有離子鍵、共價鍵和配位鍵。問題5:如何表示[Cu(NH3)4]2+中的配位鍵?提示:歸納拓展配合物的組成及性質(zhì)1.配合物的組成配合物[Cu(NH3)4]SO4的組成如圖所示:(1)中心原子或離子:提供空軌道,如Fe、Ni、Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等,常見的是過渡金屬的原子或離子。(2)配體:提供孤電子對的原子、分子或離子。①原子:常為ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的原子;②分子:如H2O、NH3、CO、醇等;③陰離子:如X-(Cl-、Br-、I-)、OH-、SCN-、CN-、RCOO-等。(3)配位數(shù):直接與中心原子配位的原子或離子數(shù)目。如[Fe(CN)6]4-中Fe2+的配位數(shù)為6。(4)配離子的電荷數(shù):等于中心原子或離子和配位體總電荷數(shù)的代數(shù)和,如[Co(NH3)5Cl]n+中的n=2。(5)內(nèi)界和外界:配合物分為內(nèi)界和外界,與內(nèi)界發(fā)生電性匹配的陽離子或陰離子稱為外界,外界和內(nèi)界以離子鍵相結(jié)合。2.配合物溶于水的電離情況配合物中外界離子能電離出來,而內(nèi)界離子不能電離出來,通過實驗及其數(shù)據(jù)可以確定內(nèi)界和外界離子的個數(shù),從而可以確定其配離子、中心離子和配位體。1.(2021·四川綿陽練習(xí))配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于離子檢驗。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法不正確的是(

)A.此配合物中存在離子鍵、配位鍵、極性鍵B.配離子為[Fe(CN)5(NO)]2-,中心離子為Fe3+,配位數(shù)為6C.1mol配合物中σ鍵數(shù)目為10NAD.該配合物為離子化合物,易電離,1mol配合物電離共得到3NA個陰、陽離子題組例練C解析:Na+與[Fe(CN)5(NO)]2-間存在離子鍵,NO分子、CN-與Fe3+形成配位鍵,碳氮之間、氮氧之間存在極性共價鍵,A正確;NO分子、CN-與Fe3+形成配位鍵,共有6個,B正確;1mol配合物中σ鍵數(shù)目為(5×2+1×2)×NA=12NA,C錯誤;配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]為離子化合物,電離出2個Na+與1個[Fe(CN)5(NO)]2-,所以1mol配合物電離共得到3NA個陰、陽離子,D正確。2.(2021·四川達(dá)州期末)向盛有硫酸銅藍(lán)色溶液的試管里加入氨水,首先形成難溶物,繼續(xù)添加氨水,難溶物溶解得到深藍(lán)色溶液,再加無水乙醇得到深藍(lán)色晶體。下列說法正確的是(

)A.深藍(lán)色溶液中含有的主要有色離子為[Cu(H2O)4]2+B.NH3與Cu2+間的配位鍵比H2O與Cu2+間的配位鍵弱C.加無水乙醇的目的是降低生成的配合物的溶解度D.1mol[Cu(H2O)4]2+中含有σ鍵的數(shù)目為16NA(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)C解析:由題意可知,硫酸銅藍(lán)色溶液中存在四水合銅離子,向溶液中加入氨水時,藍(lán)色的四水合銅離子與氨水反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀,繼續(xù)加入氨水,氫氧化銅藍(lán)色沉淀與氨水反應(yīng)生成深藍(lán)色的四氨合銅離子,加入無水乙醇降低硫酸四氨合銅的溶解度,使溶液中硫酸四氨合銅析出得到深藍(lán)色晶體。深藍(lán)色溶液中含有的主要有色離子為四氨合銅離子,故A錯誤;實驗時藍(lán)色的四水合銅離子轉(zhuǎn)化為深藍(lán)色的四氨合銅離子,說明氨分子與銅離子形成的配位鍵強(qiáng)于水分子與銅離子形成的配位鍵,故B錯誤;加入無水乙醇能降低硫酸四氨合銅的溶解度,使溶液中硫酸四氨合銅析出得到深藍(lán)色晶體,故C正確;四水合銅離子中銅離子與4個水分子形成的配位鍵屬于σ鍵,每個水分子中含有2個σ鍵,則1mol離子中含有的σ鍵的數(shù)目為1×(4+2×4)×NA=12NA,故D錯誤。題后悟道配位鍵和共價鍵的異同(1)相同點:本質(zhì)相同,都是由共用電子形成的化學(xué)鍵。(2)不同點:典型的共價鍵的共用電子是由成鍵原子雙方共同提供的,配位鍵的成鍵原子是由一方單獨提供,另一方只提供空軌道。學(xué)習(xí)任務(wù)3金屬鍵自主梳理1.金屬鍵及其實質(zhì)(1)概念:金屬中“

”和

之間的強(qiáng)的相互作用。(2)實質(zhì):金屬鍵在本質(zhì)上是一種

作用。(3)特征:①金屬鍵

性和

性;②金屬鍵中的電子在整個三維空間里運動,屬于

固態(tài)金屬。微點撥:金屬鍵可以視為一種特殊形式的共價鍵,可以看成是整塊金屬中所有原子共用所有電子。自由電子金屬陽離子電性無方向飽和整塊2.金屬鍵與金屬性質(zhì)金屬不透明,具有金屬光澤及良好的

和

,這些性質(zhì)都與

密切相關(guān)。導(dǎo)電性導(dǎo)熱性金屬鍵互動探究經(jīng)典的金屬鍵理論叫作“電子氣理論”。它把金屬鍵形象地描繪成從金屬原子上“脫落”下來的大量自由電子形成可與氣體相比擬的帶負(fù)電的“電子氣”,金屬原子則“浸泡”在“電子氣”的“海洋”之中。比較先進(jìn)的金屬鍵理論還有金屬能帶理論。該理論是用分子軌道理論說明金屬鍵本質(zhì)的理論。金屬原子間組成若干分子軌道,它是一組擴(kuò)展到整塊金屬的非定域軌道,且相鄰的分子軌道間能級差很小,形成一個能帶,各不同能量的能帶排列起來,形成能帶結(jié)構(gòu)。探究金屬鍵本質(zhì)與應(yīng)用問題1:金屬原子核外所有的電子都是自由電子嗎?自由電子專屬于某一個金屬陽離子嗎?提示:“電子氣理論”認(rèn)為金屬中的自由電子是指金屬易失去的價電子,而不是金屬原子核外所有的電子。自由電子不專屬于某一個金屬陽離子,而是為整個金屬晶體所共有。問題2:金屬為什么具有金屬光澤?提示:當(dāng)光線投射到金屬的表面上時,自由電子能夠吸收所有頻率的光,并迅速釋放,使得金屬不透明并具有金屬光澤。問題3:金屬為什么易導(dǎo)電?提示:在金屬晶體中,存在著許多自由電子,這些自由電子的運動是沒有一定方向的,但在外加電場的作用下自由電子就會發(fā)生定向運動,因而形成電流,所以金屬容易導(dǎo)電。問題4:金屬為什么易導(dǎo)熱?提示:金屬容易導(dǎo)熱,是由于自由電子運動時與金屬離子碰撞,把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分,從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。歸納拓展金屬鍵對金屬性質(zhì)的影響(1)金屬鍵越強(qiáng),金屬熔點、沸點越高。(2)金屬鍵越強(qiáng),金屬硬度越大。(3)金屬鍵越強(qiáng),金屬越難失電子,一般金屬性越弱。如Na的金屬鍵強(qiáng)于K,則Na比K難失電子,金屬性Na比K弱。(4)金屬鍵越強(qiáng),金屬原子的電離能越大。1.下列敘述正確的是(

)A.金屬鍵具有方向性與飽和性B.金屬鍵的本質(zhì)是一種電性作用C.金屬導(dǎo)電是因為在外加電場作用下產(chǎn)生了自由電子D.常溫下,金屬單質(zhì)都以金屬晶體的形式存在題組例練B解析:金屬鍵沒有方向性和飽和性,故A錯誤;金屬中含有自由電子,與外加電場無關(guān),故C錯誤;常溫下,汞為液態(tài),故D錯誤。A2.物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論推出:金屬鍵越強(qiáng),其金屬的硬度越大,熔點、沸點越高。且研究表明,一般來說,金屬陽離子半徑越小,所帶電荷越多,則金屬鍵越強(qiáng)。由此判斷下列說法錯誤的是(

)A.硬度:Mg>Al B.熔點、沸點:Mg>CaC.硬度:Mg>K D.熔點、沸點:Ca>K解析:Mg、Al的電子層數(shù)相同,核電荷數(shù)大的離子半徑小,價電子數(shù)Al>Mg,離子半徑Al3+<Mg2+,所以金屬鍵Al>Mg,故Al的硬度大于Mg,A錯誤;Mg、Ca價電子數(shù)相同,Ca的電子層數(shù)多,離子半徑Ca2+>Mg2+,所以金屬鍵Mg>Ca,故熔點、沸點Mg>Ca,B正確;離子半徑Mg2+<Na+<K+,所以金屬鍵Mg>K,故硬度Mg>K,C正確;Ca、K位于同一周期,價電子數(shù)Ca>K,離子半徑K+>Ca2+,金屬鍵Ca>K,故熔點、沸點Ca>K,D正確。題后悟道金屬鍵強(qiáng)弱的比較方法金屬鍵的強(qiáng)弱主要取決于金屬元素的原子半徑和價電子數(shù),原子半徑越大,價電子數(shù)越少,金屬鍵越弱;原子半徑越小,價電子數(shù)越多,金屬鍵越強(qiáng)。課堂小結(jié)提升【知識整合】【易錯提醒】1.誤認(rèn)為離子鍵只存在靜電引力。離子鍵既有陰、陽離子之間的靜電引力作用,也有電子與電子及原子核與原子核之間的斥力作用。2.誤認(rèn)為只有金屬與非金屬之間形成離子鍵。一些特殊的不含金屬的化合物也存在離子鍵,例如銨鹽中銨根離子與酸根離子間也存在離子鍵。3.誤認(rèn)為金屬鍵只有金屬陽離子與自由電子之間的電性引力。金屬鍵也存在電子與電子、原子核與原子核之間的斥力。4.誤認(rèn)為物質(zhì)中只要存在陽離子就一定存在陰離子。金屬或合金中只存在金屬陽離子,不存在陰離子(自由電子相當(dāng)于陰離子)。學(xué)科素養(yǎng)測評有些汽車安裝了安全氣囊,氣囊中裝有疊氮化鈉(NaN3)等固體粉末。一旦汽車發(fā)生強(qiáng)烈的撞擊,疊氮化鈉將迅速分解生成鈉和氮氣(N2),使安全氣囊打開,起到保護(hù)作用。此后氣體通過氣囊上的小孔迅速消散,氣囊收縮。(1)寫出疊氮化鈉發(fā)生分解反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

有些汽車安裝了安全氣囊,氣囊中裝有疊氮化鈉(NaN3)等固體粉末。一旦汽車發(fā)生強(qiáng)烈的撞擊,疊氮化鈉將迅速分解生成鈉和氮氣(N2),使安全氣囊打開,起到保護(hù)作用。此后氣體通過氣囊上的小孔迅速消散,氣