高中化學(xué) 2.3離子鍵、配位鍵與金屬鍵課件 魯科版選修3 .ppt

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理解離子鍵的形成過程及在方向性、飽和性上的特征。 了解簡(jiǎn)單配位鍵的形成實(shí)質(zhì)和配位化合物在生物、化學(xué)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。 知道金屬鍵的實(shí)質(zhì)，并能用金屬鍵解釋金屬的某些特征性質(zhì)。,1．,2．,3．,第三節(jié) 離子鍵、配位鍵與金屬鍵,化學(xué)鍵的實(shí)質(zhì)就是成鍵原子之間的_____作用。 共價(jià)鍵的形成條件是：成鍵原子所屬元素電負(fù)性差別 _____；當(dāng)差別為0時(shí)，形成的共價(jià)鍵就是_______鍵； 差值越大，形成的共價(jià)鍵的_____越強(qiáng)；當(dāng)差值很大時(shí)(大于1.7以上)，就認(rèn)為是_____鍵。,電性,1．,2．,較小,非極性,極性,離子,離子鍵的形成過程、成鍵條件、實(shí)質(zhì)及其特征 (1)當(dāng)電負(fù)性較小的_____元素的原子與電負(fù)性較大的 _______元素的原子相互接近到一定程度時(shí)，容易發(fā)生電子得失而形成____________，____________通過靜電作用形成穩(wěn)定的_____化合物。 (2)離子鍵就是___________之間的靜電作用；成鍵微粒是___________；成鍵元素是電負(fù)性較小的_____元素和電負(fù)性較大的_______元素；成鍵條件是電負(fù)性差值超過___；實(shí)質(zhì)是_____作用；特征是_____方向性和飽和性。,1.,金屬,非金屬,陰、陽(yáng)離子,陰、陽(yáng)離子,離子,陰、陽(yáng)離子,陰、陽(yáng)離子,金屬,非金屬,1.7,靜電,沒有,配位鍵及其形成條件、配合物 (1)配位鍵是指___________由一個(gè)原子單方面提供而跟另一個(gè)原子共用的共價(jià)鍵。形成條件是形成配位鍵的一方是能夠提供_________的原子，另一方是具有能夠接受孤對(duì)電子的_______的原子，配位鍵常用符號(hào)A→B表示。 (2)配位化合物是指金屬離子或原子與某些分子或離子(稱為配體)以_______結(jié)合形成的化合物，簡(jiǎn)稱配合物。配合物是由___________組成的，內(nèi)界是由中心離子和配位體 組成的，如,2．,共用電子對(duì),孤對(duì)電子,空軌道,配位鍵,內(nèi)界和外界,①中心原子 配合物的中心原子(具有空軌道的原子或離子)一般都是 _______________，過渡金屬離子最常見。 ②配位體 配位體(能夠提供孤對(duì)電子的分子或離子)可以是陰離子，如X－(鹵素離子)、OH－、SCN－、CN－、RCOO－(羧酸根離子)、C2O42－、PO43－等；也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等。配位體中直接同中心原子形成配位鍵的原子叫做_________。配位原子必須是含有 _________的原子或離子，如NH3中的N原子，H2O分子中的O原子，配位原子常是ⅤA、ⅥA、ⅦA族的元素的原子。,帶正電的陽(yáng)離子,配位原子,孤對(duì)電子,③配位數(shù) 直接同中心原子形成配位鍵的原子數(shù)目叫中心原子的配位數(shù)。如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位數(shù)為___。 (3)配離子的電荷數(shù) 配離子的電荷數(shù)等于中心離子和配位體總電荷數(shù)的代數(shù)和。,6,金屬的物理通性 (1)金屬_____； (2)不透明； (3)良好的_____性、_____性，延性和展性等。 金屬鍵及其實(shí)質(zhì) 在金屬固體內(nèi)部，金屬原子的價(jià)電子可以從原子上“脫落下來”形成金屬離子和_____電子，它們之間存在著強(qiáng)烈的相互作用，把這種強(qiáng)的相互作用稱為_______。即金屬晶體是靠_______而相互連接在一起的。,1.,2．,光澤,導(dǎo)電,導(dǎo)熱,自由,金屬鍵,金屬鍵,(1)金屬鍵：金屬陽(yáng)離子與_____電子之間的強(qiáng)烈的相互作用。 (2)成鍵微粒：金屬陽(yáng)離子和_____電子(存在只含陽(yáng)離子不含陰離子的晶體) (3)成鍵條件：金屬單質(zhì)或合金。 (4)實(shí)質(zhì)：電性作用。 (5)金屬鍵的特征：無(wú)方向性和飽和性。,自由,自由,金屬鍵與金屬性質(zhì) (1)延展性：當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，晶體中各原子層就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但不會(huì)改變?cè)瓉淼呐帕蟹绞?，金屬?yáng)離子和自由電子之間的__________未被破壞仍然存在，因而金屬不易斷裂有良好的延展性。 (2)導(dǎo)電性：金屬內(nèi)部的原子之間的“自由電子”的流動(dòng)是無(wú)方向性的，在外加電場(chǎng)的作用下，“自由電子”在電場(chǎng)中 ________形成電流。 (3)導(dǎo)熱性：當(dāng)金屬中有溫度差時(shí)，不停運(yùn)動(dòng)著的“自由電子”通過它們與陽(yáng)離子間的碰撞，把能量由高溫處傳向低溫處，使金屬表現(xiàn)出導(dǎo)熱性。,3．,較強(qiáng)作用,定向移動(dòng),怎樣理解離子鍵的實(shí)質(zhì)？ 提示 離子鍵的實(shí)質(zhì)是靜電作用，它包括陰、陽(yáng)離子之間的靜電引力使陰、陽(yáng)離子相互吸引，陰離子的核外電子與陽(yáng)離子的核外電子之間、陰離子的原子核與陽(yáng)離子的原子核之間的靜電斥力使陰、陽(yáng)離子相互排斥。當(dāng)陰、陽(yáng)離子之間的靜電引力和靜電斥力達(dá)到平衡時(shí)，陰、陽(yáng)離子保持一定的平衡核間距，形成穩(wěn)定的離子鍵，整個(gè)體系達(dá)到能量最低狀態(tài)，從而形成了穩(wěn)定的離子化合物。,【慎思1】,形成配位鍵的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析？ 提示 實(shí)驗(yàn)1： (1)操作：向試管中加入2 mL 5%的硫酸銅溶液，或CuCl2溶液或Cu(NO3)2溶液，再逐漸滴加入濃氨水，振蕩，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 (2)現(xiàn)象：先有藍(lán)色絮狀沉淀，然后沉淀逐漸溶解生成深藍(lán)色溶液。 (3)原理：Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH4＋； Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。,【慎思2】,實(shí)驗(yàn)2： (1)操作：向2%的AgNO3溶液中逐滴加入稀氨水。 (2)現(xiàn)象：剛開始觀察到產(chǎn)生白色沉淀并迅速變?yōu)榘岛稚?，后來沉淀逐漸溶解。當(dāng)沉淀恰好完全溶解時(shí)所得到的無(wú)色溶液即為做銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的重要試劑——銀氨溶液。 (3)原理：Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4＋；2AgOH===Ag2O＋H2O；Ag2O＋4NH3·H2O=== 2[Ag(NH3)2]＋＋2OH－＋3H2O{或AgOH＋2NH3·H2O=== [Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O}。,實(shí)驗(yàn)3： (1)操作：向FeCl3溶液中加入1滴KSCN溶液。 (2)現(xiàn)象：溶液呈血紅色。 (3)原理：Fe3＋＋SCN－===Fe(SCN)2＋或Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。(實(shí)際上，F(xiàn)e3＋與SCN－形成一系列配合物：[Fe(SCN)n]3－n，n＝1～6，它們都呈血紅色。),影響金屬熔點(diǎn)、硬度的因素有哪些？ 提示 一般的金屬晶體的熔點(diǎn)、硬度等取決于金屬晶體內(nèi)部作用力的強(qiáng)弱。一般來說，金屬原子的價(jià)電子數(shù)越多，原子半徑越小，金屬晶體內(nèi)部作用力越強(qiáng)，因而晶體的熔點(diǎn)就越高，硬度就越大。,【慎思3】,離子鍵 (1)定義：陰、陽(yáng)離子間通過靜電作用而形成的化學(xué)鍵。 (2)離子鍵的形成條件： 成鍵原子所屬元素的電負(fù)性差值越大，原子間越容易發(fā)生電子得失。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(shí)，原子間才有可能形成離子鍵。 以NaCl為例說明離子鍵的形成過程：,1．,特別提醒：電負(fù)性小的金屬元素和電負(fù)性大的非金屬元素之間易形成離子鍵。 一般來說，活潑的金屬元素(ⅠA、ⅡA)和活潑的非金屬元素(ⅥA、ⅦA)易形成離子鍵。,(3)離子鍵的實(shí)質(zhì) ①實(shí)質(zhì)：陰陽(yáng)離子之間的靜電作用。 ②靜電引力：根據(jù)庫(kù)侖定律，陰、陽(yáng)離子間的靜電引力(F)與陽(yáng)離子所帶電荷(q＋)和陰離子所帶電荷(q－)的乘積成正比，與陰、陽(yáng)離子的核間距離(r)的平方成反比。 ③靜電斥力：陰、陽(yáng)離子中都有帶負(fù)電荷的電子和帶正電荷的原子核，除了異性電荷間的吸引力外，還存在電子與電子、原子核與原子核之間同性電荷所產(chǎn)生的排斥力。,特別提醒：靜電作用力，是由原子得失電子后形成的陰、陽(yáng)離子間的靜電作用而形成的。包括靜電引力(陰陽(yáng)離子之間的異性電荷吸引)和靜電斥力(陰陽(yáng)離子的原子核、核外電子之間的斥力)。當(dāng)靜電作用中同時(shí)存在的引力和斥力達(dá)到平衡時(shí)，體系的能量最低，形成穩(wěn)定的離子化合物。,(4)離子鍵的特征 特征：離子鍵沒有方向性和飽和性。 (5)離子鍵的影響因素： 離子鍵強(qiáng)弱的影響因素有離子半徑的大小和離子所帶電荷的多少，即離子半徑越小，所帶電荷越多，離子鍵就越強(qiáng)。 特別提醒：含離子鍵的化合物都是離子化合物。 離子化合物中一定含有離子鍵，可能含有共價(jià)鍵。如：MgO、NaF只含離子鍵；NaOH、NH4Cl既含有離子鍵，又含有共價(jià)鍵。共價(jià)化合物中只有共價(jià)鍵。,配位鍵 (1)配位鍵的定義：由一方提供孤對(duì)電子，另一方提供具有接受孤對(duì)電子的空軌道而形成的特殊的共價(jià)鍵叫配位鍵。 (2)配位鍵的實(shí)質(zhì)：配位鍵的實(shí)質(zhì)是一種特殊的共價(jià)鍵。但形成配位鍵的共用電子對(duì)是由一方提供，不是由雙方共同提供的。 (3)形成條件：形成配位鍵的一方(如A)是能夠提供孤對(duì)電子的原子，另一方(如B)是具有能夠接受孤對(duì)電子的空軌道的原子。 (4)表示方法：配位鍵常用符號(hào)A→B表示。,2．,特別提醒：成鍵條件比較：共價(jià)鍵中成鍵的雙方是電負(fù)性相同或電負(fù)性相差較小的非金屬元素，離子鍵電負(fù)性相差較大的金屬元素和非金屬元素，在配位鍵中成鍵原子一方能提供孤對(duì)電子，另一方具有能夠接受孤對(duì)電子的空軌道，形成配位鍵的共用電子對(duì)由一方提供而不是雙方共同提供。,氣態(tài)氯化鋁(Al2Cl6)是具有配位鍵的化合物，分子中 原子間成鍵關(guān)系為 。請(qǐng)將圖中你認(rèn) 為是配位鍵的斜線上加上箭頭。 解析 配位鍵的箭頭指向提供空軌道的一方。氯原子最外層有7個(gè)電子，通過一個(gè)共用電子對(duì)就可以形成一個(gè)單鍵，另有三對(duì)孤對(duì)電子。所以氯化鋁(Al2Cl6)中與兩個(gè)鋁原子形成共價(jià)鍵的氯原子中，有一個(gè)是配位鍵，氯原子提供電子，鋁原子提供空軌道。,【例1】?,配位鍵的箭頭必須指向提供空軌道的一方，寫成Cl←Al是常出現(xiàn)的錯(cuò)誤。,下列關(guān)于離子鍵的特征的敘述中，正確的是 ( )。 A．一種離子對(duì)帶異性電荷離子的吸引作用與其所處的方 向無(wú)關(guān)，故離子鍵無(wú)方向性 B．因?yàn)殡x子鍵無(wú)方向性，故陰、陽(yáng)離子的排列是沒有規(guī) 律的，隨意的 C．因?yàn)槁然c的化學(xué)式是NaCl，故每個(gè)Na＋周圍吸引一 個(gè)Cl－ D．因?yàn)殡x子鍵無(wú)飽和性，故一種離子周圍可以吸引任意 多個(gè)帶異性電荷的離子,【體驗(yàn)1】?,解析 離子鍵的特征是沒有飽和性和方向性。因?yàn)殡x子鍵沒有方向性，故帶異性電荷的離子間的相互作用與其所處的相對(duì)位置無(wú)關(guān)，但是為了使物質(zhì)的能量最低，體系最穩(wěn)定，陰陽(yáng)離子的排列也是有規(guī)律的，不是隨意的；離子鍵無(wú)飽和性，體現(xiàn)在一種離子周圍可以盡可能多的吸引帶異性電荷的離子，但也不是任意的，因?yàn)檫@個(gè)數(shù)目還要受兩種離子的半徑比和個(gè)數(shù)比的影響，如NaCl晶體中每個(gè)Na＋周圍吸引6個(gè)Cl－，每個(gè)Cl－周圍也只能吸引6個(gè)Na＋，故Cl－和Na＋的個(gè)數(shù)比為1∶1，“NaCl”僅僅是表示陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比的一個(gè)比例式，而不是表示物質(zhì)確定組成的“分子式”。 答案 A,下列敘述錯(cuò)誤的是 ( )。 A．帶相反電荷離子之間的相互吸引稱為離子鍵 B．金屬元素與非金屬元素化合時(shí)，不一定形成離子鍵 C．某元素的原子最外層只有一個(gè)電子，它跟鹵素結(jié)合時(shí) 所形成的化學(xué)鍵不一定是離子鍵 D．非金屬原子間不可能形成離子鍵 解析 相互作用包括相互吸引和相互排斥兩個(gè)方面，A錯(cuò)；B正確，如AlCl3、BeCl2是由活潑金屬與活潑非金屬形成的共價(jià)化合物；C正確，如HCl是通過共價(jià)鍵形成的；D錯(cuò)，如NH4＋是由非金屬元素形成的陽(yáng)離子，銨鹽為離子化合物，含離子鍵。 答案 AD,【例2】?,(1)離子化合物中不一定含金屬元素，如NH4NO3是離子化合物，但全部由非金屬元素組成；含金屬元素的化合物不一定是離子化合物，如AlCl3、BeCl2等是共價(jià)化合物。 (2)離子鍵只存在于離子化合物中，離子化合物中一定含離子鍵，也可能含共價(jià)鍵，如NaOH、ZnSO4、Na2O2等。 (3)離子化合物受熱熔化時(shí)會(huì)破壞離子鍵，從水溶液中結(jié)晶形成離子化合物時(shí)會(huì)形成離子鍵，但兩個(gè)過程均屬物理變化。因此，破壞化學(xué)鍵或形成化學(xué)鍵不一定發(fā)生化學(xué)變化，但化學(xué)變化過程一定有舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成。,(1)指出配合物K2[Cu(CN)4]的配離子、中心離子、配位體、配位數(shù)及配位原子。 (2)按要求寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式： ①由兩個(gè)原子核和20個(gè)電子構(gòu)成的離子化合物(寫兩種)____________，并比較離子鍵的強(qiáng)弱____________。 ②由三個(gè)原子核和14個(gè)電子構(gòu)成的離子化合物________________。 ③共有38個(gè)電子的AB2型離子化合物____________。 ④共有38個(gè)電子的AB2型共價(jià)化合物____________。,【體驗(yàn)2】?,答案 (1)配離子：[Cu(CN)4]2－，中心離子：Cu2＋，配位體：CN－，配位數(shù)：4，配位原子：C (2)①M(fèi)gO、NaF 前者離子鍵比后者強(qiáng) ②Li2O ③CaF2 ④CS2,金屬的物理通性 (1)金屬具有導(dǎo)電性：金屬內(nèi)部自由電子的運(yùn)動(dòng)不具有方向性，在外電場(chǎng)的作用下，自由電子在金屬內(nèi)部會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)，從而形成電流。 (2)金屬具有導(dǎo)熱性：通過自由電子的運(yùn)動(dòng)與金屬離子的碰撞把能量從溫度高的區(qū)域傳到溫度低的區(qū)域，從而使整塊金屬達(dá)到同樣溫度。 (3)延展性：在金屬內(nèi)部，金屬離子與自由電子之間的作用沒有方向性。當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，金屬原子之間能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，而各層原子之間仍然保持金屬鍵的作用。 特別提醒：可以用金屬的自由電子與金屬陽(yáng)離子的碰撞來解釋金屬導(dǎo)熱性及升溫導(dǎo)電性降低的原因。,1．,金屬鍵及其實(shí)質(zhì) (1)定義：金屬離子與自由電子之間的強(qiáng)烈的相互作用。 (2)實(shí)質(zhì)：金屬原子的部分或全部外圍電子受原子核的束縛比較弱，外圍電子容易脫離原子核束縛形成自由電子，與金屬陽(yáng)離子形成強(qiáng)烈的相互作用，本質(zhì)上也是一種靜電作用。 (3)特點(diǎn)：金屬鍵沒有方向性和飽和性。 這一點(diǎn)不同于共價(jià)鍵中的電子對(duì)。 特別提醒：金屬鍵是在多個(gè)電子和多個(gè)金屬離子之間形成，而電子是可以在三維空間自由移動(dòng)的，所以金屬鍵既沒有飽和性也沒有方向性。金屬鍵中的電子在整個(gè)三維空間運(yùn)動(dòng)，屬于整個(gè)金屬。,2．,影響金屬鍵的強(qiáng)弱的因素 主要因素是金屬元素的原子半徑和單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目等。 ①一般而言，金屬元素的原子半徑越大，金屬鍵越弱。 ②單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目越多，金屬鍵就強(qiáng)。,3．,下列關(guān)于金屬的敘述中，不正確的是 ( )。 A．金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子這兩種帶異性電荷的 微粒間的強(qiáng)烈相互作用，其實(shí)質(zhì)與離子鍵類似，也是 一種電性作用 B．金屬鍵可以看做是許多原子共用許多電子所形成的強(qiáng) 烈的相互作用，所以與共價(jià)鍵類似，也有方向性和飽 和性 C．金屬鍵是帶電荷的金屬陽(yáng)離子和自由電子間的相互作 用，故金屬鍵無(wú)飽和性和方向性 D．構(gòu)成金屬的自由電子在整個(gè)金屬內(nèi)部的三維空間中做 自由運(yùn)動(dòng),【例3】?,解析 從基本構(gòu)成微粒的性質(zhì)看，金屬鍵與離子鍵的實(shí)質(zhì)類似，都屬于電性作用，特征都是無(wú)方向性和飽和性。自由電子是由金屬原子提供的，并且在整個(gè)金屬內(nèi)部的三維空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，為整個(gè)金屬的所有陽(yáng)離子所共有。從這個(gè)角度看，金屬鍵與共價(jià)鍵有類似之處，但兩者又有明顯的不同，如金屬鍵無(wú)方向性和飽和性。 答案 B,在金屬固體中，金屬原子的外層價(jià)電子脫離原子核的吸引，成為自由電子，而金屬原子變成了金屬陽(yáng)離子，在金屬陽(yáng)離子和自由電子之間存在的強(qiáng)烈的相互作用，也是一種電性作用。,下列物質(zhì)的金屬鍵最強(qiáng)的是 ( )。 A．Na B．Mg C．K D．Ca 解析 金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬價(jià)電子數(shù)多少有關(guān)，價(jià)電子數(shù)越多金屬鍵越強(qiáng)，與金屬陽(yáng)離子的半徑大小也有關(guān)，金屬陽(yáng)離子半徑越大，金屬鍵越弱。四種物質(zhì)中，陽(yáng)離子電荷最多而半徑最小的是Mg2＋故在金屬鎂中所形成的金屬鍵是最強(qiáng)的，在金屬鉀中形成的金屬鍵是最弱的。 答案 B,【體驗(yàn)3】?,下列金屬熔點(diǎn)逐漸升高的是 ( )。 A．Li、Na、K B．Na、Mg、Al C．Li、Be、Mg D．Li、Na、Mg 解析 Na、Mg、Al價(jià)電子數(shù)分別為1、2、3依次增多且原子半徑從Na→Al依次減小，所以三種金屬內(nèi)的金屬鍵依次增強(qiáng)，熔點(diǎn)逐漸升高。 答案 B,【體驗(yàn)4】?,鋁與氯氣反應(yīng)可以生成AlCl3，實(shí)驗(yàn)測(cè)定AlCl3只是一個(gè)化學(xué)式，它實(shí)際是以Al2Cl6分子的形式存在，結(jié)構(gòu)式 是： 可用共價(jià)鍵和配位鍵理論來解 釋其中的結(jié)構(gòu)。 解析 Al最外層有三個(gè)電子，與三個(gè)氯原子共用電子，總共為六個(gè)電子，不滿足八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而每個(gè)氯原子各有三對(duì)孤對(duì)電子，可以通過配位鍵滿足Al的八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。,【案例1】,答案 Al最外層為三個(gè)電子，占據(jù)四 個(gè)sp3雜化軌道中的三個(gè)，與三個(gè)Cl原子形成共價(jià)鍵，還有一個(gè)sp3雜化軌道沒有電子，與最近的一個(gè)Cl原子上的孤對(duì)電子形成配位鍵。,物質(zhì)中化學(xué)鍵的存在規(guī)律有哪些？ 答案 (1)離子化合物中一定有離子鍵，可能還有共價(jià)鍵。簡(jiǎn)單離子組成的離子化合物中只有離子鍵，如MgO、NaCl等，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(jià)鍵，既有極性共價(jià)鍵，又有非極性共價(jià)鍵。如： 只含有離子鍵：MgO、NaCl、MgCl2 含有極性共價(jià)鍵和離子鍵：NaOH、NH4Cl、Na2SO4 含有非極性共價(jià)鍵和離子鍵：Na2O2、CaC2、Al2C3等 (2)共價(jià)化合物中只有共價(jià)鍵，一定沒有離子鍵。,【案例2】,(3)在非金屬單質(zhì)中只有共價(jià)鍵。 (4)構(gòu)成稀有氣體的單質(zhì)分子，由于原子已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在這些原子分子中不存在化學(xué)鍵。 (5)非金屬元素的原子之間也可以形成離子鍵，如NH4Cl。,