1、第3节离子键、配位键与金属键基础课时9离子键、配位键与金属键学 习 任 务1.结合常见的离子化合物的实例，认识离子键的本质。培养宏观辨识与微观探析的核心素养。2.知道配位键的特点，认识简单的配位化合物的成键特征，了解配位化合物的存在与应用。能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。3.知道金属键的特点与金属某些性质的关系。培养宏观辨识与微观探析的核心素养。一、离子键1离子键的形成(1)形成过程(2)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。2离子键的特征(1)离子键没有方向性阴离子或阳离子可以对不同方向的带异性电荷的离子产生吸引作
2、用，因此离子键没有方向性。(2)离子键没有饱和性在离子化合物中，每个离子周围最邻近的带异性电荷的离子数目的多少，取决于阴阳离子的相对大小。只要空间条件允许，阳离子将吸引尽可能多的阴离子排列在其周围，阴离子也将吸引尽可能多的阳离子排列在其周围。(3)离子极化在电场的作用下产生的离子中电子分布发生偏移的现象称为离子极化。离子极化可能导致阴、阳离子的外层轨道发生重叠，使得许多离子键不同程度的显示共价性，甚至出现键型变异。如AgFAgClAgBrAgI共价性依次增强，且AgI以共价键为主。(1)金属元素与非金属元素化合时一定形成离子键吗？提示：不一定。金属元素与非金属元素也有可能形成共价键，如Al、C
3、l两种元素以共价键形成AlCl3。(2)离子键是通过阴、阳离子间的静电吸引形成的吗？提示：不是。离子键是阴、阳离子通过静电作用形成的，这种静电作用是指阴、阳离子之间静电吸引力与电子和电子之间、原子核和原子核之间的排斥力处于平衡时的总效应。二、配位键1配位键的形成(1)配位键概念成键的两个原子一方提供孤电子对，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)是能够提供孤电子对的原子，另一方(如B)是具有能够接受孤电子对的空轨道的原子。用符号AB表示(2)配位化合物(配合物)概念：组成中含有配位键的物质。组成2配合物的制备与应用(1)制备Cu(NH3)4(OH)2Cu22NH3H2O=C
4、u(OH)22NHCu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OH(2)制备银氨溶液AgNH3H2O=AgOHNHAgOH2NH3H2O=Ag(NH3)2OH2H2O(3)CuCl2固体溶于水显示蓝色，是由于Cu2与H2O生成了水合铜离子Cu(H2O)42；(4)有些配合物显现出特征颜色，从而可用于物质的检验。如用KSCN溶液检验Fe3的存在：Fe3nSCNFe(SCN)n3n。(5)利用金属离子和与其配位的物质的性质不同，进行溶解、沉淀或萃取操作来达到分离提纯，分析检测等目的。指出下列配离子的中心离子和配体。配离子中心离子配体CuCl42_FeCl4_Cu(H2O)42_Fe(H2O)63_
5、Ag(NH3)2_Cu(NH3)42_答案Cu2ClFe3ClCu2H2OFe3H2OAgNH3Cu2NH3三、金属键1金属键及其实质概念金属中“自由电子”和金属阳离子之间存在的强的相互作用实质金属键本质是一种电性作用特征(1)金属键无方向性和饱和性(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金属键与金属性质(1)金属光泽当可见光照射到金属表面上时，固态金属中的“自由电子”能够吸收所有频率的光并迅速释放，使得金属不透明并具有金属光泽。(2)导电性金属内部自由电子的运动不具有方向性，在外加电场的作用下，金属晶体中的“自由电子”发生定向移动而形成电流。(3)导热性当金属中有温度差时
6、，不停运动着的“自由电子”通过自身与金属阳离子之间的碰撞，将能量由高温处传向低温处。(4)金属具有良好的延展性当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但排列方式不变，金属晶体中的化学键没有被破坏。(1)金属键具有方向性和饱和性。()(2)金属键是金属阳离子与自由电子间的强的相互作用。()(3)金属导电是因为在外加电场作用下产生“自由电子”。()答案(1)(2)(3)常见化学键的比较如图是氯化钠的晶体结构模型。1与共价键相比，离子键为什么没有方向性和饱和性？提示：(1)离子键没有方向性的原因：离子键的实质是静电作用，离子的电荷分布通常被看成是球形对称的，因此一种离子对带异种电荷离
7、子的吸引作用与其所处的方向无关，即相对于共价键而言，离子键是没有方向性的。(2)离子键没有饱和性的原因：在离子化合物中，每个离子周围最邻近的带异性电荷离子数目的多少，取决于阴、阳离子的相对大小。只要空间条件允许，阳离子将吸引尽可能多的阴离子排列在其周围，阴离子也将吸引尽可能多的阳离子排列在其周围，以达到降低体系能量的目的，所以离子键是没有饱和性的。2由于离子键没有饱和性，在NaCl晶体中Na周围的Cl数目是任意数吗？离Na最近的Cl有几个？提示：Na周围的Cl数目不是任意的；有6个。常见化学键的比较化学键共价键配位键离子键金属键概念原子间通过共用电子对形成的化学键由一方提供孤电子对，另一方提供
8、空轨道形成的化学键阴、阳离子间通过静电作用形成的化学键金属阳离子与自由电子之间的强的相互作用成键方式通过形成共用电子对达到稳定结构通过得失电子达到稳定结构许多金属阳离子共用许多自由电子特征有方向性和饱和性有方向性和饱和性无方向性和饱和性无方向性和饱和性成键微粒原子原子、离子阴、阳离子金属阳离子、自由电子形成条件一般电负性相差小于1.7的元素原子之间一方具有空轨道的原子或离子与另一方具有孤电子对的原子、分子或离子一般电负性相差大于1.7的元素原子之间金属单质或合金形成物质非金属单质、共价化合物、部分离子化合物配合物离子化合物金属、合金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
9、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下列各组原子序数所对应的元素间可形成离子键的是()A1和17B12和9C14和6D15和8BA项，对应的两种元素分别为H和Cl，二者可形成共价键，不能形成离子键；B项，对应的两种元素分别为Mg和F，二者可形成离子键；C项，对应的两种元素分别为Si和C，二者可形成共价键，不能形成离子键；D项，对应的两种元素分别为P和O，二者可形成共价键，不能形成离子键。2以下微粒含配位键的是()N2HCH4Fe(CO)5H3OAg(NH3)2OHA B C DCH含有空轨道，N2H4中氮原子含有孤电子对，所以
10、二者能形成配位键，则N2H中含有配位键，符合题意；甲烷中碳原子满足8电子稳定结构，氢原子满足2电子稳定结构，无空轨道，无孤电子对，CH4中不含有配位键，不符合题意；Fe原子含有空轨道，CO中的碳原子上有孤电子对，二者可以形成配位键，Fe(CO)5中含有配位键，符合题意；H3O中O提供孤电子对，H提供空轨道，二者形成配位键，H3O中含有配位键，符合题意；Ag提供空轨道，NH3中的氮原子提供孤电子对，二者形成配位键，Ag(NH3)2OH中含有配位键，符合题意。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间的强烈相互作用，其实质与离子键类似，也是一种电性作用B金属键可以看作是许
11、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金属键与离子键的实质类似，都属于电性作用，A正确；金属键无方向性和饱和性，B错误，C正确；自由电子是由金属原子提供的，并且在整个三维空间里运动，属于整个固态金属，D正确。配合物的组成与性质向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，生成了Ag(NH3)2。1整个过程中发生了哪些反应？提示：AgNH3H2O=AgOHNH，AgOH2NH3H2O=Ag(NH3)2O
12、H2H2O2利用化学平衡移动原理解释配离子是如何形成的？提示：AgOH水溶液中存在AgOH(s)Ag(aq)OH(aq)平衡，继续滴入氨水时，NH3分子与Ag形成Ag(NH3)2配离子，且配离子很稳定，促使以上平衡右移，AgOH逐渐溶解。3Ag(NH3)2中哪一个提供孤电子对，哪一个提供空轨道？提示：在二氨合银离子中氨分子提供孤电子对，银离子提供空轨道。1配合物的组成配合物由中心原子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成，分为内界和外界，以Cu(NH3)4SO4为例表示为(1)配体配体可以是阴离子，如X(卤素离子)、OH、SCN、CN、RCOO(羧酸根离子)、PO等；也可以是中性分子，如H2
13、O、NH3、CO、醇、胺、醚等。配体中直接同中心离子配合的原子叫作配位原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子，配位原子常是A族、A族、A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)64中Fe2的配位数为6。含有两个以上配位原子的配体叫多基配体，中心离子(或原子)同多基配体配合时，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)2Cl2(en代表乙二胺分子)中P
14、t2的配位数为224，而配体只有两个，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16的铁的硫氰酸根配离子，这种配离子的颜色是红色的，反应的离子方程式如下：Fe3nSCNFe(SCN)n3n(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
15、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。1关于Cr(H2O)4Cl2Cl的说法正确的是()A中心原子的化合价为2价B配体为水分子，外界为ClC配位数是6D在其水溶液中加入AgNO3溶液，不产生白色沉淀C该配合物中阴离子是Cl，Cl的化合价是1价，所以铬离子的化合价是3价，A错误；配合物中由配位键结合的几乎不电离的稳定部分为配合物的内界，通过离子键与内界结合的部分为配合物的外界，则Cr(H2O)4Cl2Cl中
16、配体是H2O、Cl，外界为Cl，B错误；Cr(H2O)4Cl2Cl中配体是H2O、Cl，该配离子中含有4个H2O和2个Cl，所以配位数是6，C正确；Cr(H2O)4Cl2Cl在水溶液中能电离出Cl，则加入AgNO3溶液会产生白色沉淀，D错误。2(2021惠州高二检测)某物质的实验式为PtCl42NH3，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CCl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PtCl42NH3水溶液中加入
17、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B2下列说法中，不正确的是()A配位键也是一种静电作用B配位键的实质也是一种共价键C形成配位键的电子对由成键双方原子提供D配位键具有饱和性和方向性C共用电子存在静电作用力，包括静电排斥和静电吸引，配位键本质为共用
18、电子，所以也是一种静电作用，A正确；配位键指含有空轨道的原子或离子和含有孤电子对的原子或离子共用电子，实质也是一种共价键，B正确；形成配位键的原子，一方提供空轨道，另一方提供孤电子对，C错误；配位键实质上也是一种共价键，因此具有方向性和饱和性，D正确。3下列说法正确的是()存在阳离子的物质中一定存在阴离子金属元素原子和非金属元素原子之间一定形成离子键离子键的实质是阳离子、阴离子间的相互吸引根据电离方程式HCl=HCl，可判断HCl分子中存在离子键某些离子化合物中含有共价键ABCDD错误，金属中存在金属阳离子和自由电子，不存在阴离子；错误，金属元素原子和非金属元素原子可形成离子键，如NaCl，也
19、可形成共价键，如AlCl3；错误，离子键的实质是阳离子、阴离子间的静电作用，有引力也有斥力；错误，HCl是共价化合物，HCl分子中不存在离子键；正确，Na2O2为离子化合物，含有共价键。4下列说法中正确的是()A离子键就是阴、阳离子间的静电引力B离子键有方向性和饱和性C钠原子与氯原子结合成氯化钠后体系能量降低D在离子化合物CaCl2中，两个氯离子间也存在离子键C离子键是阴、阳离子间的静电作用，包括静电引力与斥力，A错误；离子键是阴、阳离子间的静电作用，无方向性和饱和性，B错误；氯化钠能稳定存在，故钠原子和氯原子结合生成氯化钠后，体系能量降低，C正确；离子键存在于相邻的阴、阳离子间，两个氯离子间
20、不存在离子键，D错误。5配位键是一种常见的化学键，按要求完成下列问题：(1)含Ti3的一种配合物的化学式为Ti(H2O)5ClCl2H2O，其配离子中含有的化学键类型有_。(2)氨硼烷(NH3BH3)是最具潜力的储氢材料之一，分子中存在配位键，能体现配位键的结构式为_。(3)铁是生活中常用的一种金属，其常见的离子有Fe2、Fe3，其中Fe2可用K3Fe(CN)6(赤血盐)溶液检验。铁单质中化学键为_(填名称)。K3Fe(CN)6晶体中各种微粒的作用力有_(填字母)。a金属键 b共价键 c配位键 d离子键(4)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为_，其中Fe的配位数为_。解析(1)题给物质的配离子为Ti(H2O)5Cl2，含有配位键与极性共价键(或共价键)。(2)N原子的孤电子对与B原子的空轨道形成配位键。(3)铁单质中含金属键。K3Fe(CN)6属于配位化合物又属于离子化合物，含配位键、离子键，CN中含有共价键。(4)在蒸汽状态下FeCl3以双聚分子存在，即分子式为Fe2Cl6；每个Fe原子与3个Cl原子形成共价键，还可以提供空轨道与另一个Cl原子提供的孤电子对形成配位键，结构式可表示为或。答案(1)配位键、极性共价键(或共价键)(2) (3)金属键bcd(4) 4