2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)鍵與分子間作用力 第3節(jié) 離子鍵、配位鍵與金屬鍵學(xué)案 魯科版選修3.doc

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第3節(jié)　離子鍵、配位鍵與金屬鍵 1．知道離子鍵的形成過(guò)程及特征。(重點(diǎn)) 2．了解配位鍵的實(shí)質(zhì)和簡(jiǎn)單的配位化合物。 3．了解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的某些性質(zhì)。(難點(diǎn)) 離 子 鍵 與 配 位 鍵 [基礎(chǔ)初探] 教材整理1　離子鍵 1．概念 陰、陽(yáng)離子通過(guò)靜電作用形成的化學(xué)鍵。 2．形成條件 成鍵原子所屬元素的電負(fù)性差值越大，原子間越容易發(fā)生電子得失，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(shí)，原子間才有可能形成離子鍵。 3．形成過(guò)程 4．實(shí)質(zhì)：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和兩原子核及它們的電子之間的斥力兩個(gè)方面。其中，靜電引力用公式F＝k(k為比例系數(shù))表示。 5．特征：離子鍵沒(méi)有方向性和飽和性。 (1)離子鍵是陰、陽(yáng)離子間的靜電引力。() (2)含離子鍵的化合物一定是離子化合物。(√) (3)離子鍵與共價(jià)鍵都有方向性和飽和性。() (4)離子化合物中一定含有金屬元素。() (5)共價(jià)化合物中可能含有離子鍵。() 教材整理2　配位鍵 1．配位鍵 概念 成鍵的兩個(gè)原子一方提供孤對(duì)電子，一方提供空軌道而形成的化學(xué)鍵。 形成條件及表示方法　 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。用符號(hào)A→B表示。 2.配合物 (1)概念：組成中含有配位鍵的物質(zhì)。 (2)組成： (1)配位鍵可看作是一種特殊的共價(jià)鍵。(√) (2)配位鍵中一方提供孤對(duì)電子。(√) (3)分子和離子不能形成配位鍵。() (4)含有配位鍵的化合物為配合物。(√) [合作探究] [探究背景] 向AgNO3溶液中滴入氨水，現(xiàn)象：生成白色沉淀，隨氨水的增加，沉淀逐漸溶解。 [探究問(wèn)題] 1．寫出以上反應(yīng)的離子方程式： 【提示】　Ag＋＋NH3H2O===AgOH↓＋NH AgOH＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋OH－ 2．利用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋配合離子是如何形成的。 【提示】　AgOH水溶液中存在AgOH(s)Ag＋(aq)＋OH－(aq)平衡，繼續(xù)滴入氨水時(shí)，NH3分子與Ag＋形成[Ag(NH3)2]＋配合離子，且配合離子很穩(wěn)定，使以上平衡右移，AgOH逐漸溶解。 3．配位鍵與共價(jià)鍵的關(guān)系怎樣？配位化合物中一定含過(guò)渡元素嗎？ 【提示】　如果僅從共用電子的角度考慮，配位鍵與共價(jià)鍵有類似之處，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。配位鍵的形成過(guò)程與共價(jià)鍵不同，但是一旦形成之后與共價(jià)鍵沒(méi)有區(qū)別。配位化合物是含配位鍵的化合物，不一定含過(guò)渡元素，如NH4Cl。 [核心突破] 1．離子鍵 (1)離子鍵存在于大多數(shù)鹽、強(qiáng)堿、金屬氧化物等離子化合物中。 (2)共價(jià)化合物中一定不含有離子鍵。 (3)離子半徑越小，離子所帶電荷越多，離子鍵越強(qiáng)。 (4)離子鍵越強(qiáng)，相應(yīng)離子化合物的熔、沸點(diǎn)越高。 (5)離子化合物在熔化和水溶液中所含的離子鍵均能斷裂。 2．配位鍵 (1)配位鍵實(shí)質(zhì)上是一種特殊的共價(jià)鍵，在配位鍵中成鍵的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。 (2)同共價(jià)鍵一樣，配位鍵可以存在于分子之中[如Ni(CO)4]，也可以存在于離子之中(如NH)。 (3)兩種原子間所形成的配位鍵和普通共價(jià)鍵的性質(zhì)(鍵長(zhǎng)、鍵能、鍵角)完全相同。例如，NH中的1個(gè)配位鍵和3個(gè)共價(jià)鍵性質(zhì)相同，即NH中4個(gè)價(jià)鍵的性質(zhì)完全相同。 [題組沖關(guān)] 1．下列物質(zhì)中，既含有離子鍵，又含有非極性共價(jià)鍵的是(　　) A．Na2O2　 B．NaOH C．Na2O D．MgCl2 【解析】　Na2O2中含有Na＋與O的離子鍵，O中含有O—O非極性鍵，A正確；NaOH中含有Na＋與OH－的離子鍵，OH－中含有H—O極性鍵，B不正確；Na2O中只含有Na＋與O2－的離子鍵，C不正確；MgCl2中只含有Mg2＋與Cl－的離子鍵，D不正確。 【答案】　A 2．具有選項(xiàng)中電負(fù)性的兩種元素，最容易形成離子鍵的是(　　) A．4和1 B．3.5和1 C．1.8和2 D．4和0.8 【解析】　D選項(xiàng)中兩元素的電負(fù)性差值最大，最容易形成離子鍵。 【答案】　D 3．氯化鈉是日常生活中人們常用的調(diào)味品。下列性質(zhì)可以證明氯化鈉中一定存在離子鍵的是(　　) A．具有較高的熔點(diǎn) B．熔融狀態(tài)能導(dǎo)電 C．水溶液能導(dǎo)電 D．常溫下能溶于水 【解析】　NaCl在熔融狀態(tài)能導(dǎo)電，說(shuō)明NaClNa＋＋Cl－，即說(shuō)明NaCl中存在離子鍵。 【答案】　B 4．在下列物質(zhì)中：①CO2、②KCl、③CaBr2、④O2、⑤NH4Cl、⑥Ca(OH)2、⑦N2、⑧HBr、⑨NH3、⑩Na2O2，請(qǐng)用序號(hào)回答下列問(wèn)題： (1)只有非極性鍵的是________。 (2)只有極性鍵的是________。 (3)只有離子鍵的是________。 (4)既有離子鍵，又有非極性鍵的是________。 (5)既有離子鍵，又有極性鍵的是________。 (6)屬于離子化合物的是________。 (7)屬于共價(jià)化合物的是________。 【解析】　電負(fù)性相差較大的較活潑的金屬元素與較活潑的非金屬元素易形成離子化合物。銨鹽為離子化合物且含有配位鍵；Na2O2為離子化合物，含O—O非極性鍵。 【答案】　(1)④⑦　(2)①⑧⑨　(3)②③　(4)⑩　(5)⑤⑥　(6)②③⑤⑥⑩　(7)①⑧⑨ 5．下列說(shuō)法中，不正確的是(　　) A．配位鍵也是一種靜電作用 B．配位鍵實(shí)質(zhì)上也是一種共價(jià)鍵 C．形成配位鍵的電子對(duì)由成鍵雙方原子提供 D．配位鍵具有飽和性和方向性 【解析】　配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵，孤對(duì)電子由一方提供，另一方提供空軌道。 【答案】　C 6．H＋離子與NH3分子反應(yīng)生成NH離子，它們之間的相互作用是(　　) A．分子間的作用 B．非極性共價(jià)鍵 C．離子鍵 D．配位鍵 【解析】　H＋提供空軌道，NH3提供孤對(duì)電子，兩者以配位鍵結(jié)合。 【答案】　D 7．鋅和鋁都是活潑金屬，其氫氧化物既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿。但是氫氧化鋁不溶于氨水，而氫氧化鋅能溶于氨水，生成配合物離子[Zn(NH3)4]2＋。 回答下列問(wèn)題： (1)單質(zhì)鋁溶于氫氧化鈉溶液后，溶液中鋁元素的存在形式為_(kāi)_______(用化學(xué)式表示)。 (2)寫出鋅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________ _____________________________________________________________。 (3)下列各組中的兩種溶液，用相互滴加的實(shí)驗(yàn)方法即可鑒別的是________。 ①硫酸鋁和氫氧化鈉?、诹蛩徜X和氨水?、哿蛩徜\和氫氧化鈉?、芰蛩徜\和氨水 (4)寫出可溶性鋁鹽與氨水反應(yīng)的離子方程式_______________________ _____________________________________________________________。 試解釋在實(shí)驗(yàn)室不適宜用可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)制備氫氧化鋅的原因 _____________________________________________________________ _____________________________________________________________。 【答案】　(1)[Al(OH)4]－ (2)Zn＋2NaOH＋2H2O===Na2Zn(OH)4＋H2↑ (3)①③④ (4)Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH 可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)產(chǎn)生的Zn(OH)2可溶于過(guò)量氨水中，生成[Zn(NH3)4]2＋，氨水的用量不易控制 金 屬 鍵 [基礎(chǔ)初探] 1．含義 概念 金屬中金屬陽(yáng)離子和“自由電子”之間存在的強(qiáng)的相互作用 實(shí)質(zhì) 金屬鍵本質(zhì)是一種電性作用 特征 (1)金屬鍵無(wú)方向性和飽和性 (2)金屬鍵中的電子在整個(gè)三維空間里運(yùn)動(dòng)，屬于整塊固態(tài)金屬 2.金屬性質(zhì) 金屬不透明，具有金屬光澤及良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性，這些性質(zhì)都與金屬鍵密切相關(guān)。 金屬導(dǎo)電與電解質(zhì)溶液導(dǎo)電有什么區(qū)別？ 【提示】　金屬導(dǎo)電是自由電子的定向移動(dòng)，屬于物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是陰陽(yáng)離子的定向移動(dòng)并在陰、陽(yáng)極放電的過(guò)程，是化學(xué)變化。 [核心突破] 1．金屬鍵的強(qiáng)弱比較：金屬鍵的強(qiáng)度主要取決于金屬元素的原子半徑和價(jià)電子數(shù)，原子半徑越大，價(jià)電子數(shù)越少，金屬鍵越弱。原子半徑越小，價(jià)電子數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)。 2．金屬鍵對(duì)金屬性質(zhì)的影響 (1)金屬鍵越強(qiáng)，金屬熔沸點(diǎn)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。 3．含金屬鍵的物質(zhì)：金屬單質(zhì)及其合金。 [題組沖關(guān)] 1．下列有關(guān)金屬鍵的敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．金屬鍵沒(méi)有飽和性和方向性 B．金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子之間存在的強(qiáng)烈的靜電吸引作用 C．金屬鍵中的電子屬于整塊金屬 D．金屬的性質(zhì)和金屬固體的形成都與金屬鍵有關(guān) 【解析】　金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子之間存在的強(qiáng)烈的靜電作用，而不僅指靜電吸引作用，還有金屬陽(yáng)離子間的和自由電子間的排斥作用。 【答案】　B 2．下列關(guān)于金屬鍵的敘述中，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種電荷的微粒間的強(qiáng)烈相互作用，其實(shí)質(zhì)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(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．金屬鍵是帶異性電荷的金屬陽(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) 【解析】　從基本構(gòu)成微粒的性質(zhì)看，金屬鍵屬于靜電作用，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，并且在整塊金屬內(nèi)部的三維空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，為整塊金屬的所有陽(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 3．下列關(guān)于金屬鍵與金屬性質(zhì)關(guān)系的描述中，不正確的是(　　) A．自由電子吸收可見(jiàn)光后又迅速地釋放，使金屬具有不透明性和金屬光澤 B．金屬的導(dǎo)電性是由自由電子的定向運(yùn)動(dòng)體現(xiàn)的 C．金屬的導(dǎo)熱性是通過(guò)自由電子與金屬陽(yáng)離子的相互碰撞完成的 D．金屬的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性都是通過(guò)自由電子的定向運(yùn)動(dòng)完成的 【解析】　金屬導(dǎo)熱是自由電子和金屬陽(yáng)離子在相互碰撞中完成的熱能傳遞。 【答案】　D 【溫馨提示】　金屬鍵的認(rèn)識(shí)誤區(qū) (1)金屬的“自由電子”指金屬易失去的價(jià)電子，不是金屬原子核外所有的電子。 (2)金屬鍵可以看成是由許多個(gè)金屬陽(yáng)離子跟許多個(gè)電子所形成的?！白杂呻娮印辈粚儆谀骋粋€(gè)金屬陽(yáng)離子，而為整個(gè)金屬晶體所共有。 (3)金屬鍵沒(méi)有方向性和飽和性，其不只存在于金屬晶體中，金屬合金中也有。