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

《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》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《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（41頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

理解離子鍵的形成過程及在方向性、飽和性上的特征。 了解簡單配位鍵的形成實質(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)鍵的實質(zhì)就是成鍵原子之間的_____作用。 共價鍵的形成條件是：成鍵原子所屬元素電負性差別 _____；當(dāng)差別為0時，形成的共價鍵就是_______鍵； 差值越大，形成的共價鍵的_____越強；當(dāng)差值很大時(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、實質(zhì)及其特征 (1)當(dāng)電負性較小的_____元素的原子與電負性較大的 _______元素的原子相互接近到一定程度時，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___________；成鍵元素是電負性較小的_____元素和電負性較大的_______元素；成鍵條件是電負性差值超過___；實質(zhì)是_____作用；特征是_____方向性和飽和性。,1.,金屬,非金屬,陰、陽離子,陰、陽離子,離子,陰、陽離子,陰、陽離子,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___________由一個原子單方面提供而跟另一個原子共用的共價鍵。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電子的_______的原子，配位鍵常用符號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,孤對電子,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。,帶正電的陽離子,配位原子,孤對電子,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。 金屬鍵及其實質(zhì) 在金屬固體內(nèi)部，金屬原子的價電子可以從原子上“脫落下來”形成金屬離子和_____電子，它們之間存在著強烈的相互作用，把這種強的相互作用稱為_______。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：金屬陽離子與_____電子之間的強烈的相互作用。 (2)成鍵微粒：金屬陽離子和_____電子(存在只含陽離子不含陰離子的晶體) (3)成鍵條件：金屬單質(zhì)或合金。 (4)實質(zhì)：電性作用。 (5)金屬鍵的特征：無方向性和飽和性。,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，晶體中各原子層就會發(fā)生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，金屬陽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”的流動是無方向性的，在外加電場的作用下，“自由電子”在電場中 ________形成電流。 (3)導(dǎo)熱性：當(dāng)金屬中有溫度差時，不停運動著的“自由電子”通過它們與陽離子間的碰撞，把能量由高溫處傳向低溫處，使金屬表現(xiàn)出導(dǎo)熱性。,3．,較強作用,定向移動,怎樣理解離子鍵的實質(zhì)？ 提示 離子鍵的實質(zhì)是靜電作用，它包括陰、陽離子之間的靜電引力使陰、陽離子相互吸引，陰離子的核外電子與陽離子的核外電子之間、陰離子的原子核與陽離子的原子核之間的靜電斥力使陰、陽離子相互排斥。當(dāng)陰、陽離子之間的靜電引力和靜電斥力達到平衡時，陰、陽離子保持一定的平衡核間距，形成穩(wěn)定的離子鍵，整個體系達到能量最低狀態(tài)，從而形成了穩(wěn)定的離子化合物。,【慎思1】,形成配位鍵的幾個實驗現(xiàn)象的分析？ 提示 實驗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，觀察實驗現(xiàn)象。 (2)現(xiàn)象：先有藍色絮狀沉淀，然后沉淀逐漸溶解生成深藍色溶液。 (3)原理：Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH4＋； Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。,【慎思2】,實驗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所得到的無色溶液即為做銀鏡反應(yīng)實驗的重要試劑——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}。,實驗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、硬度的因素有哪些？ 提示 一般的金屬晶體的熔點、硬度等取決于金屬晶體內(nèi)部作用力的強弱。一般來說，金屬原子的價電子數(shù)越多，原子半徑越小，金屬晶體內(nèi)部作用力越強，因而晶體的熔點就越高，硬度就越大。,【慎思3】,離子鍵 (1)定義：陰、陽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性差值大于1.7時，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：電負性小的金屬元素和電負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)離子鍵的實質(zhì) ①實質(zhì)：陰陽離子之間的靜電作用。 ②靜電引力：根據(jù)庫侖定律，陰、陽離子間的靜電引力(F)與陽離子所帶電荷(q＋)和陰離子所帶電荷(q－)的乘積成正比，與陰、陽離子的核間距離(r)的平方成反比。 ③靜電斥力：陰、陽離子中都有帶負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、陽離子間的靜電作用而形成的。包括靜電引力(陰陽離子之間的異性電荷吸引)和靜電斥力(陰陽離子的原子核、核外電子之間的斥力)。當(dāng)靜電作用中同時存在的引力和斥力達到平衡時，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。 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，可能含有共價鍵。如：MgO、NaF只含離子鍵；NaOH、NH4Cl既含有離子鍵，又含有共價鍵。共價化合物中只有共價鍵。,配位鍵 (1)配位鍵的定義：由一方提供孤對電子，另一方提供具有接受孤對電子的空軌道而形成的特殊的共價鍵叫配位鍵。 (2)配位鍵的實質(zhì)：配位鍵的實質(zhì)是一種特殊的共價鍵。但形成配位鍵的共用電子對是由一方提供，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)是能夠提供孤對電子的原子，另一方(如B)是具有能夠接受孤對電子的空軌道的原子。 (4)表示方法：配位鍵常用符號A→B表示。,2．,特別提醒：成鍵條件比較：共價鍵中成鍵的雙方是電負性相同或電負性相差較小的非金屬元素，離子鍵電負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電子，另一方具有能夠接受孤對電子的空軌道，形成配位鍵的共用電子對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個電子，通過一個共用電子對就可以形成一個單鍵，另有三對孤對電子。所以氯化鋁(Al2Cl6)中與兩個鋁原子形成共價鍵的氯原子中，有一個是配位鍵，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．一種離子對帶異性電荷離子的吸引作用與其所處的方 向無關(guān)，故離子鍵無方向性 B．因為離子鍵無方向性，故陰、陽離子的排列是沒有規(guī) 律的，隨意的 C．因為氯化鈉的化學(xué)式是NaCl，故每個Na＋周圍吸引一 個Cl－ D．因為離子鍵無飽和性，故一種離子周圍可以吸引任意 多個帶異性電荷的離子,【體驗1】?,解析 離子鍵的特征是沒有飽和性和方向性。因為離子鍵沒有方向性，故帶異性電荷的離子間的相互作用與其所處的相對位置無關(guān)，但是為了使物質(zhì)的能量最低，體系最穩(wěn)定，陰陽離子的排列也是有規(guī)律的，不是隨意的；離子鍵無飽和性，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，因為這個數(shù)目還要受兩種離子的半徑比和個數(shù)比的影響，如NaCl晶體中每個Na＋周圍吸引6個Cl－，每個Cl－周圍也只能吸引6個Na＋，故Cl－和Na＋的個數(shù)比為1∶1，“NaCl”僅僅是表示陰陽離子個數(shù)比的一個比例式，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，不一定形成離子鍵 C．某元素的原子最外層只有一個電子，它跟鹵素結(jié)合時 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方面，A錯；B正確，如AlCl3、BeCl2是由活潑金屬與活潑非金屬形成的共價化合物；C正確，如HCl是通過共價鍵形成的；D錯，如NH4＋是由非金屬元素形成的陽離子，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，也可能含共價鍵，如NaOH、ZnSO4、Na2O2等。 (3)離子化合物受熱熔化時會破壞離子鍵，從水溶液中結(jié)晶形成離子化合物時會形成離子鍵，但兩個過程均屬物理變化。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由兩個原子核和20個電子構(gòu)成的離子化合物(寫兩種)____________，并比較離子鍵的強弱____________。 ②由三個原子核和14個電子構(gòu)成的離子化合物________________。 ③共有38個電子的AB2型離子化合物____________。 ④共有38個電子的AB2型共價化合物____________。,【體驗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)①MgO、NaF 前者離子鍵比后者強 ②Li2O ③CaF2 ④CS2,金屬的物理通性 (1)金屬具有導(dǎo)電性：金屬內(nèi)部自由電子的運動不具有方向性，在外電場的作用下，自由電子在金屬內(nèi)部會發(fā)生定向移動，從而形成電流。 (2)金屬具有導(dǎo)熱性：通過自由電子的運動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，金屬原子之間能發(fā)生相對滑動，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．,金屬鍵及其實質(zhì) (1)定義：金屬離子與自由電子之間的強烈的相互作用。 (2)實質(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，與金屬陽離子形成強烈的相互作用，本質(zhì)上也是一種靜電作用。 (3)特點：金屬鍵沒有方向性和飽和性。 這一點不同于共價鍵中的電子對。 特別提醒：金屬鍵是在多個電子和多個金屬離子之間形成，而電子是可以在三維空間自由移動的，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三維空間運動，屬于整個金屬。,2．,影響金屬鍵的強弱的因素 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。,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(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 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(gòu)成金屬的自由電子在整個金屬內(nèi)部的三維空間中做 自由運動,【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質(zhì)類似，都屬于電性作用，特征都是無方向性和飽和性。自由電子是由金屬原子提供的，并且在整個金屬內(nèi)部的三維空間內(nèi)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。 答案 B,在金屬固體中，金屬原子的外層價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離子，在金屬陽離子和自由電子之間存在的強烈的相互作用，也是一種電性作用。,下列物質(zhì)的金屬鍵最強的是 ( )。 A．Na B．Mg C．K D．Ca 解析 金屬鍵的強弱與金屬價電子數(shù)多少有關(guān)，價電子數(shù)越多金屬鍵越強，與金屬陽離子的半徑大小也有關(guān)，金屬陽離子半徑越大，金屬鍵越弱。四種物質(zhì)中，陽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的，在金屬鉀中形成的金屬鍵是最弱的。 答案 B,【體驗3】?,下列金屬熔點逐漸升高的是 ( )。 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，熔點逐漸升高。 答案 B,【體驗4】?,鋁與氯氣反應(yīng)可以生成AlCl3，實驗測定AlCl3只是一個化學(xué)式，它實際是以Al2Cl6分子的形式存在，結(jié)構(gòu)式 是： 可用共價鍵和配位鍵理論來解 釋其中的結(jié)構(gòu)。 解析 Al最外層有三個電子，與三個氯原子共用電子，總共為六個電子，不滿足八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而每個氯原子各有三對孤對電子，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最外層為三個電子，占據(jù)四 個sp3雜化軌道中的三個，與三個Cl原子形成共價鍵，還有一個sp3雜化軌道沒有電子，與最近的一個Cl原子上的孤對電子形成配位鍵。,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，可能還有共價鍵。簡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)組成的離子化合物中既有離子鍵又有共價鍵，既有極性共價鍵，又有非極性共價鍵。如： 只含有離子鍵：MgO、NaCl、MgCl2 含有極性共價鍵和離子鍵：NaOH、NH4Cl、Na2SO4 含有非極性共價鍵和離子鍵：Na2O2、CaC2、Al2C3等 (2)共價化合物中只有共價鍵，一定沒有離子鍵。,【案例2】,(3)在非金屬單質(zhì)中只有共價鍵。 (4)構(gòu)成稀有氣體的單質(zhì)分子，由于原子已達到穩(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。,