《配位鍵、金屬鍵》參考課件

第2課時配位鍵、金屬鍵1.知道金屬鍵的含義,能用金屬鍵理論解釋金屬的某些性質。認識宏觀辨識與微觀探析的化學核心素養(yǎng)。2.了解配合物的成鍵情況,能夠通過實驗探究配合物的制備,并了解配合物的應用,培養(yǎng)實驗探究與創(chuàng)新意識的化學核心素養(yǎng)。必備知識正誤判斷一、配位鍵1.配位鍵的形成①氮原子與氫原子以共價鍵結合成NH3分子:必備知識正誤判斷(2)上述②中共價鍵的形成與①相比較的不同點:②中形成共價鍵時,氮原子一方提供孤電子對,H+具有能夠接受孤電子對的空軌道。(3)配位鍵的定義及表示方法。①定義:成鍵原子一方提供孤電子對,另一方具有能夠接受孤電子對的空軌道。②表示方法:配位鍵常用A→B表示,其中A是提供孤電子對的原子,B是具有能夠接受孤電子對的空軌道的原子。必備知識正誤判斷2.配合物的制取(1)配合物的形成。①定義:組成中含有配位鍵的物質稱為配位化合物,簡稱配合物。②實例:a.CuCl2固體溶于水顯示藍色,是由于Cu2+與H2O生成了水合銅離子Cu[(H2O)4]2+;b.向硝酸銀溶液中滴加濃氨水至過量,可以制得二氨合銀離子[Ag(NH3)2]+;c.NH3分子與Cu2+配位可以制得[Cu(NH3)4]2+。配合物在生命體中大量存在,在半導體等尖端技術、醫(yī)藥科學、催化反應和材料化學等領域也有著廣泛的應用。在科學研究和生產實踐中,人們經常利用金屬離子和與其配位的物質的性質不同,進行溶解、沉淀或萃取操作來達到分離提純、分析檢測等目的。必備知識正誤判斷【微思考】配位鍵是共價鍵嗎?配位化合物中一定含有過渡元素嗎?提示:配位鍵中共用電子對是由成鍵原子一方提供而不是由雙方共同提供的,是一種特殊的共價鍵。配位化合物中不一定含有過渡元素,如NH4Cl、Na[Al(OH)4]等。必備知識正誤判斷二、金屬鍵1.金屬鍵及其實質定義金屬中金屬陽離子和“自由電子”之間的強的相互作用成鍵微粒金屬陽離子和“自由電子”實質金屬鍵本質是一種電性作用特征(1)金屬鍵無飽和性和方向性(2)金屬鍵中的電子在整個三維空間里運動,屬于整塊固態(tài)金屬必備知識正誤判斷2.金屬鍵與金屬性質(1)金屬不透明,具有金屬光澤。當可見光照射到金屬固體表面上時,固態(tài)金屬中的“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。(2)金屬具有良好的導電性。金屬內部自由電子的運動不具有方向性,在外加電場的作用下,金屬晶體中的“自由電子”發(fā)生定向移動而形成電流。(3)金屬具有良好的導熱性。當金屬中存在溫度差時,不停運動著的“自由電子”通過自身與金屬陽離子之間的碰撞,將能量由高溫處傳向低溫處,使金屬表現(xiàn)出導熱性。必備知識正誤判斷判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”。1.配位鍵是一種電性作用。(

)2.配位鍵實質是一種共價鍵。(

)3.形成配位鍵的電子對由成鍵原子雙方提供。(

)4.配位鍵具有飽和性和方向性。(

)5.金屬鍵具有方向性和飽和性。(

)6.金屬鍵是金屬陽離子與“自由電子”間的相互作用。(

)7.金屬導電是因為在外加電場作用下產生“自由電子”。(

)8.金屬具有光澤是因為金屬陽離子吸收并放出可見光。(

)答案:1.√

2.√

3.×

4.√

5.×

6.√

7.×

8.×探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測配位鍵與配合物問題探究1.將氯化銅固體溶于水并稀釋時,你會看到怎樣的現(xiàn)象?為什么?提示:氯化銅溶于水并稀釋時,溶液顏色會出現(xiàn)棕黃、變綠、再變藍的過程。當大量氯化銅溶于少量水時,由于水分子少,氯離子多,銅離子主要以[CuCl4]2-的形式存在,[CuCl4]2-為棕黃色,所以濃氯化銅溶液為棕黃色;同樣,在稀氯化銅溶液中,由于氯離子少,水分子多,銅離子主要以水合銅離子{[Cu(H2O)4]2+}的形式存在,[Cu(H2O)4]2+為藍色,所以稀氯化銅溶液又呈藍色;中等濃度的氯化銅溶液由于都含有數(shù)目差不多的[Cu(H2O)4]2+和[CuCl4]2-,則中等濃度的氯化銅溶液顯綠色。所以,氯化銅固體溶于水并加水稀釋會出現(xiàn)棕黃、綠、藍的變化過程。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測2.Fe3+在溶液中顯示黃色的原因是什么?提示:Fe3+水解并與OH-配位,生成了[Fe(H2O)6OH]2+,從而使溶液顯示黃色。3.向0.1mol·L-1的AgNO3溶液中逐滴加入濃氨水,你會看到怎樣的現(xiàn)象?你會得到什么樣的結論?提示:開始產生白色沉淀,繼續(xù)滴加氨水,白色沉淀消失。分析可知開始滴加氨水生成白色沉淀AgOH,繼續(xù)滴加氨水,又生成可溶性的[Ag(NH3)2]OH。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測4.向含有等濃度的Cu2+溶液中,分別逐滴加入氨水和NaOH溶液直至過量,你會看到怎樣的現(xiàn)象?你獲得什么結論?提示:滴加氨水時,先看到生成藍色沉淀,繼續(xù)加氨水,沉淀溶解,最后變?yōu)樗{色透明溶液。反應的離子方程式是:滴加氫氧化鈉溶液時,會看到少量的時候生成藍色沉淀,過量的時候可以看到先生成藍色沉淀后又溶解,溶解后溶液呈現(xiàn)藍色,但是與氨水反應的藍色更深。反應的離子方程式是:①Cu2++2OH-==Cu(OH)2↓②Cu(OH)2+2OH-==[Cu(OH)4]2-。結論:配合物的配體不同,配合物的顏色深淺不同。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測5.配合物[Cu(NH3)4]SO4中含有的化學鍵類型有哪些?提示:配合物[Cu(NH3)4]SO4中含有的化學鍵有離子鍵、一般共價鍵、配位鍵。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測深化拓展1.配位鍵(1)形成條件:成鍵原子一方提供孤電子對,另一方具有能夠接受孤電子對的空軌道。(2)配位鍵實質是一種特殊的共價鍵,配位鍵和普通共價鍵只是在形成過程中有所不同,配位鍵的共用電子對由成鍵原子一方提供,普通共價鍵的共用電子對由成鍵原子雙方共同提供,但實質都是成鍵原子雙方共用,如

中的四個N—H鍵完全等同。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測2.配合物的組成配合物[Cu(NH3)4]SO4的組成如下圖所示:(1)中心原子或離子:提供空軌道,常見的是過渡金屬的原子或離子,如Fe、Ni、Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等。(2)配體:含有孤電子對的原子、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等;③陰離子:如X-(Cl-、Br-、I-)、OH-、SCN-、CN-、RCOO-等。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測(3)配位數(shù):直接與中心原子或離子配位的原子或離子的數(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體總電荷數(shù)的代數(shù)和,如[Co(NH3)5Cl]n+中的n=2。(5)配位鍵的表示方法:探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測素能應用典例1向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液,不能生成AgCl沉淀的是(

)A.[Co(NH3)4Cl2]Cl B.Co(NH3)3Cl3C.[Co(NH3)6]Cl3 D.[Co(NH3)5Cl]Cl2答案:B解析:配合物的內界與外界由離子鍵結合,只要外界存在Cl-,加入AgNO3溶液即有AgCl沉淀產生。對于B項配合物Co(NH3)3Cl3,Co3+、NH3、Cl-全處于內界,不能電離出Cl-,所以不能生成AgCl沉淀。規(guī)律方法許多配合物內界以配位鍵結合很牢固,難以在溶液中電離,而內界與外界之間以離子鍵結合,在水溶液中能夠完全電離。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測變式訓練1-1(2020山東青島第二中學高二檢測)下列化合物屬于配合物的是(

)A.Cu2(OH)2SO4 B.CaCl2C.[Zn(NH3)4]SO4 D.KAl(SO4)2答案:C解析:硫酸四氨合鋅{[Zn(NH3)4]SO4}中二價鋅離子是中心離子,四個氨分子是配體,中心離子和配體以配位鍵結合形成內界,也叫配離子,硫酸根離子處于外界,也叫外界離子,內界和外界組成配合物。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測變式訓練1-2下列各組中的物質都含配位鍵的是(

)A.H2O、Al2Cl6B.CO2、Na2SO4C.PCl5、[Co(NH3)4Cl2]ClD.NH4Cl、[Cu(NH3)4]SO4探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測答案:D解析:水分子中沒有配位鍵,Al2Cl6中鋁原子含有空軌道,氯原子含有孤電子對,所以Al2Cl6中含有配位鍵,故A不符合題意;二氧化碳分子中沒有配位鍵,硫酸鈉中硫原子提供孤電子對,氧原子提供空軌道,所以硫酸鈉中含有配位鍵,故B不符合題意;PCl5分子中沒有配位鍵,[Co(NH3)4Cl2]Cl中鈷原子提供空軌道,氮原子和氯原子提供孤電子對,[Co(NH3)4Cl2]Cl中含有配位鍵,故C不符合題意;氯化銨中氮原子提供孤電子對,氫原子提供空軌道,從而形成配位鍵,[Cu(NH3)4]SO4中銅原子提供空軌道,氮原子提供孤電子對,所以形成配位鍵,故D符合題意。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測問題探究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: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。金屬鍵可以看作是由許多個原子共用許多個電子形成的。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測深化拓展1.金屬鍵的強弱比較金屬鍵的強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。2.金屬鍵對金屬性質的影響(1)金屬鍵越強,金屬熔、沸點越高。(2)金屬鍵越強,金屬硬度越大。(3)金屬鍵越強,金屬越難失電子,一般金屬性越弱。如Na的金屬鍵強于K,則Na比K難失電子,金屬性Na比K弱。(4)金屬鍵越強,金屬原子的電離能越大。3.含金屬鍵的物質:金屬單質及其合金。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測素能應用典例2下列關于金屬的敘述不正確的是(

)A.金屬鍵是金屬陽離子和“自由電子”這兩種帶異性電荷的微粒間的強烈相互作用,其實質也是一種靜電作用B.金屬鍵可以看作是許多原子共用許多電子所形成的強烈的相互作用,所以與共價鍵類似也有方向性和飽和性C.金屬鍵是帶異性電荷的金屬陽離子和“自由電子”間的相互作用,故金屬鍵無飽和性和方向性D.構成金屬的“自由電子”在整個金屬內部的三維空間中做自由運動探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測答案:B解析:“自由電子”是由金屬原子提供的,并且在整個金屬內部的三維空間內運動,為整個金屬的所有陽離子所共有,從這個角度看,金屬鍵與共價鍵有類似之處,但兩者又有明顯的不同,如金屬鍵無方向性和飽和性。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測變式訓練2-1(2020成都外國語學校高二檢測)下列生活中的問題,不能用金屬鍵理論知識解釋的是(

)A.用鐵制品做炊具 B.用金屬鋁制成導線C.用鉑金做首飾 D.鐵易生銹答案:D解析:用鐵制品做炊具主要利用金屬的導熱性;用金屬鋁制成導線利用金屬的導電性;用鉑金做首飾利用金屬的延展性;三者均能用金屬鍵理論解釋。鐵易生銹與原子的還原性以及所處的周圍介質的酸堿性有關。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測變式訓練2-2金屬能導電的原因是(

)A.金屬晶體中金屬陽離子與“自由電子”間的相互作用較弱B.金屬晶體中的“自由電子”在外加電場作用下發(fā)生定向移動C.金屬晶體中的金屬陽離子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動D.金屬晶體在外加電場作用下可失去電子答案:B解析:金屬晶體中的“自由電子”在外加電場作用下,可定向移動而形成電流。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測1.(2020吉林大學附屬中學高二檢測)下列關于配位鍵的說法中不正確的是(

)A.配位鍵是一種電性作用B.配位鍵實質是一種共價鍵C.形成配位鍵的電子對由成鍵原子雙方提供D.配位鍵具有飽和性和方向性答案:C解析:形成配位鍵的一方提供孤電子對,另一方具有能接受孤電子對的空軌道。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測2.(2020天津耀華中學高二檢測)某物質的實驗式為PtCl4·2NH3,其水溶液不導電,加入AgNO3溶液反應也不產生沉淀,以強堿處理并沒有NH3放出,則關于此化合物的說法正確的是(

)A.題給配合物中中心原子的電荷數(shù)和配位數(shù)均為6B.該配合物可能是平面正方形結構C.Cl-和NH3分子均與Pt4+配位D.配合物中Cl-與Pt4+配位,而與NH3分子不配位答案:C解析:在PtCl4·2NH3的水溶液中加入AgNO3溶液無沉淀生成,以強堿處理無NH3放出,說明Cl-、NH3均處于內界,故該配合物中中心原子的配位數(shù)為6,Cl-和NH3分子均與Pt4+配位,A、D錯誤,C正確;因為配體在中心原子周圍配位時采取對稱分布狀態(tài)以達到能量上的穩(wěn)定狀態(tài),Pt4+配位數(shù)為6,則其空間結構為八面體形,B錯誤。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測3.下列關于金屬及金屬鍵的說法正確的是(

)A.金屬鍵具有方向性與飽和性B.金屬鍵是金屬陽離子與“自由電子”間的相互作用C.金屬導電是因為在外加電場作用下產生“自由電子”D.金屬具有光澤是因為金屬陽離子吸收并放出可見光答案:B解析:金屬鍵沒有方向性和