高中鲁科版 (2019)第3节 离子键、配位键与金属键课堂教学课件ppt

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1.知道配位键，学会配位键的判断方法。 2.知道配合物的概念，会分析配合物的组成与应用。
二、配合物的制备和应用
1.配位键的形成用电子式表示NH3、 的形成(1)N原子与H原子以共价键结合成NH3分子：
______________________；(2)NH3分子与H＋结合成 ：
______________________________。(2)中共价键的形成与(1)相比较的不同点：__________________________ 。
(2)中形成共价键时，N原子一
方提供孤电子对，H＋提供空轨道
2.配位键的概念及表示方法(1)概念：成键原子一方提供 ，另一方提供 形成的共价键。(2)表示方法：配位键常用A―→B表示，其中A是提供 的原子，B具有接受 的 。提供孤电子对的称为 ，提供空轨道的称为 或 。
(1)任意两个原子都能形成配位键(　　)(2)配位键和共价键没有本质区别(　　)(3)含有配位键的化合物就是配合物(　　)(4)配位键是一种电性作用(　　)
1.下列不能形成配位键的组合是A.Ag＋、NH3 B.H2O、H＋C.C3＋、CO D.Ag＋、H＋
解析　配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对，另一方能提供空轨道，A、B、C三项中，Ag＋、H＋、C3＋能提供空轨道，NH3、H2O、CO能提供孤电子对，所以能形成配位键，而D项Ag＋与H＋都只能提供空轨道，而无法提供孤电子对，所以不能形成配位键。
2.若X、Y两种粒子之间可形成配位键，则下列说法正确的是A.X、Y只能是分子B.X、Y只能是离子C.若X提供空轨道，则Y至少要提供一对孤电子对D.若X提供空轨道，则配位键表示为X→Y
解析　形成配位键的两种微粒可以均是分子或者均是离子，还可以一种是分子、一种是离子，但必须是一种微粒提供空轨道、另一种微粒提供孤电子对，A、B项错误，C项正确；配位键中箭头应该指向提供空轨道的X，D项错误。
中4个N—H键是完全等同的。(3)同共价键一样，配位键可以存在于分子之中[如Ni(CO)4]，也可以存在于离子之中(如 )。
配位键与普通共价键的异同(1)配位键实质上是一种特殊的共价键。(2)配位键与普通共价键只是在形成过程上有所不同。配位键的共用电子对由成键原子单方面提供，普通共价键的共用电子对则由成键原子双方共同提供，但它们的实质是相同的，都是由成键原子双方共用，如
的结构式可表示为 ，习惯上也可表示为 ，在
1.探究实验——配合物的制备
[Cu(H2O)4]2＋
2.配合物的组成配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如图所示：
(1)中心原子：_______________________的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，最常见的有过渡金属离子Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。
(2)配体： 的阴离子或分子，如Cl－、NH3、H2O等。配体中直接同中心原子配位的原子叫作 。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原子等。(3)配位数：直接与中心原子配位的原子或离子的数目。如[Cu(NH3)4]2＋中Cu2＋的配位数为 。
提供空轨道接受孤电子对
3.配合物组成表示方法如[Cu(NH3)4]SO4可表示为4.配合物的应用(1)用于物质的检验，如Fe3＋的检验；(2)用于制备物质，如制镜；(3)生命体中，许多酶与金属离子的配合物有关；(4)科学研究和生产实践：进行溶解、沉淀或萃取等操作来达到分离提纯、分析检测等目的。
(1)配合物都有颜色(　　)(2)形成配位键可增强配合物的稳定性(　　)(3)配合物中只存在共价键(　　)
(1)NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3，______原子提供孤对电子，________原子提供空轨道。写出NH3·BF3的结构式，并用“→”表示出配位键_____________。
解析　NH3中N原子为sp3杂化，N原子上有一个孤电子对，BF3中B原子为sp2杂化，杂化轨道与F原子形成3个共价键，故有一个2p空轨道，与NH3形成配位键。
(2)配合物氯化铬(CrCl3·6H2O)配位数为6，0.01 ml该物质在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01 ml AgCl沉淀，则该配合物化学式可表示为_____________________。
解析　0.01 ml氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01 ml AgCl沉淀，说明1 ml氯化铬(CrCl3·6H2O)中有1 ml氯离子在外界，其余在内界，而正三价铬为六配位，则化学式为[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O。
[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O
(1)配合物溶于水的电离情况配合物中外界离子能电离出来，而内界离子不能电离出来，通过实验及其数据可以确定内界和外界离子的个数，从而可以确定其配离子、中心离子和配位体。(2)配合物的形成对物质性质的影响①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元素相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。②颜色的改变，如Fe(SCN)3的形成。
③对溶解性的影响，如AgCl可溶于氨水得到[Ag(NH3)2]＋。④溶液的酸碱性强弱的改变配位体与中心原子配合后，可以使其酸性或碱性增强，如Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O，碱性增强。
解析　配位化合物中一定含有配位键，但也含有其他化学键；Cu2＋提供空轨道，H2O中的O原子提供孤电子对，两者结合形成配位键。
1.下列关于配位化合物的叙述中不正确的是A.配位化合物中必定存在配位键B.配位化合物中只有配位键C.[Cu(H2O)4]2＋中的Cu2＋提供空轨道，H2O中的O原子提供孤电子对，两 者结合形成配位键D.配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等 领域都有广泛的应用
解析　 可看成NH3分子结合1个H＋后形成的，在NH3中中心原子氮原子采取sp3杂化，孤电子对占据一个轨道，3个未成键电子占据另3个杂化轨道，分别结合3个H 原子形成3个σ键，由于孤电子对的排斥，所以空间构型为三角锥形，键角压缩至107.3°。但当有H＋时，N原子的孤电子对会进入H＋的空轨道，以配位键的形式形成 ，这样N原子就不再存在孤电子对，键角恢复至109°28′，故 为正四面体形，4个N—H键完全相同，配位键与普通共价键形成过程不同，但性质相同。
解析　A项，铵根离子中氢离子提供空轨道，氮原子上有孤电子对，故 中存在配位键；B项，[Cu(H2O)4]2＋中铜离子提供空轨道，氧原子上有孤电子对，故[Cu(H2O)4]2＋中存在配位键；D项，[Ag(NH3)2]＋中银离子提供空轨道，氮原子上有孤电子对，故[Ag(NH3)2]＋中存在配位键。
4.配位化合物的数量巨大，组成和结构形形色色。配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心离子、配体、中心离子的化合价和配位数分别为A.Cu2＋、NH3、＋2、4B.Cu＋、NH3、＋1、4C.Cu2＋、OH－、＋2、2D.Cu2＋、NH3、＋2、2
解析　配合物[Cu(NH3)4](OH)2中，Cu2＋为中心离子，化合价为＋2，配体为NH3，配位数为4。
5.下列各种说法中错误的是A.配位键是一种特殊的共价键B.NH4NO3、H2SO4都含有配位键C.共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子D.形成配位键的条件是一方有空轨道，一方有孤电子对
解析　配位键是一种特殊的共价键，A正确；NH4NO3、H2SO4中的 含有配位键，B正确；配位键是成键的两个原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道，D正确。
6.[C(NH3)5Cl]Cl2是一种紫红色的晶体，下列说法中正确的是A.配体是Cl－和NH3，配位数是8B.中心离子是C2＋，配离子是Cl－C.内界和外界中Cl－的数目比是1∶2D.加入足量AgNO3溶液，所有Cl－一定被完全沉淀
解析　配位数不包括外界离子，故[C(NH3)5Cl]Cl2中配体是Cl－和NH3，配位数是6，A错误；C3＋为中心离子，配离子是[C(NH3)5Cl]2＋，B错误；[C(NH3)5Cl]Cl2内界是[C(NH3)5Cl]2＋，外界是Cl－，内界和外界中Cl－的数目比是1∶2，C正确；加入足量的AgNO3溶液，内界Cl－不沉淀，D错误。
7.已知Zn(OH)2是一种两性氢氧化物，若将溶液中的Zn2＋和Al3＋分离，下列试剂中最合适的是A.盐酸 B.硝酸C.氢氧化钠溶液 D.氨水
解析　Zn2＋和Al3＋的分离：由于Zn(OH)2和Al(OH)3均为两性氢氧化物，不能用酸、碱加以区分，但Zn2＋可与过量氨水反应，生成[Zn(NH3)4]2＋，Al3＋无此性质，可选用氨水为试剂，生成沉淀Al(OH)3，保留在溶液中的离子为[Zn(NH3)4]2＋。
解析　在配合物[Ag(NH3)2]OH中，中心离子是Ag＋，配位原子是NH3分子中的N原子，配位数是2。
8.回答下列问题：(1)配合物[Ag(NH3)2]OH的中心离子是____，配位原子是____，配位数是___，它的电离方程式是__________________________________。(2)向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液，再加入氨水，观察到的现象是________________________________________。解释加入氨水后，现象发生变化的原因为___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
[Ag(NH3)2]OH===[Ag(NH3)2]＋＋OH－
产生白色沉淀，加入氨水后，白色沉淀溶解
AgCl存在微弱的溶解平衡：AgCl(s)
Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，向其中滴加氨水，Ag＋与NH3能发生如下反应：Ag＋＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋，会使沉淀溶解平衡向右移动，最终因生成[Ag(NH3)2]Cl而溶解
一、单项选择题1.下列说法中，不正确的是A.配位键也是一种电性作用B.配位键实质上也是一种共价键C.形成配位键的电子对由成键双方原子提供D.配位健具有饱和性和方向性
解析　配位键是一种特殊的共价键，成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道。
2.下列分子或离子中，能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是①H2O　②NH3　③F－　④CN－　⑤COA.①② B.①②③C.①②④ D.①②③④⑤
解析　H2O、NH3、F－、CN－、CO中都存在孤电子对，它们都可以与某些金属离子形成配位键。
解析　H2O分子中各原子已达到稳定结构，H3O＋是H＋和H2O中的O形成配位键；[B(OH)4]－是3个OH－与B原子形成3个共价键，还有1个OH－的O与B形成配位键，而其他物质中均不存在配位键，故选A。
3.下列物质：①H3O＋、②[B(OH)4]－、③CH3COO－、④NH3、⑤CH4中存在配位键的是A.①② B.①③ C.④⑤ D.②④
4.向盛有硫酸铜溶液的试管中滴加浓氨水，先生成难溶物，继续滴加浓氨水，难溶物溶解，得到蓝色透明溶液。下列对此现象的说法正确的是A.反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2＋的浓度不变B.沉淀溶解后，生成深蓝色的配离子[Cu(H2O)4]2＋C.该实验能证明[Cu(NH3)4]2＋比氢氧化铜稳定D.在配离子[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋提供孤电子对，NH3提供空轨道
解析　硫酸铜和浓氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，继续加浓氨水时，氢氧化铜和浓氨水继续反应生成配离子[Cu(NH3)4]2＋而使溶液澄清，发生反应的离子方程式为Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋ ，Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O，Cu2＋转化为配离子[Cu(NH3)4]2＋，浓度减小，A、B项错误；氢氧化铜沉淀能转化为配离子[Cu(NH3)4]2＋，说明[Cu(NH3)4]2＋比氢氧化铜稳定，C项正确；Cu2＋具有空轨道，而NH3具有孤电子对，所以Cu2＋提供空轨道，而NH3提供孤电子对，D项错误。
5.(2019·深圳耀华实验中学月考)关于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的说法正确的是A.配体为水分子，外界为Br－B.中心原子采取sp3杂化C.中心离子的配位数为6D.中心离子的化合价为＋2价
解析　4个H2O分子和2个Br－是配体，配位数为6,1个Br－是外界。Cr原子提供空轨道形成配位键，O原子的杂化方式是sp3，但O原子不是中心原子。中心离子是Cr3＋，配离子是[Cr(H2O)4Br2]＋。故A、B、D三项均不正确。
6.(2019·无锡高二检测)已知C(Ⅲ)的八面体配合物的化学式为CClm·nNH3，若1 ml配合物与AgNO3溶液反应生成1 ml AgCl沉淀，则m、n的值是A.m＝1，n＝5 B.m＝3，n＝4C.m＝5，n＝1 D.m＝4，n＝5
解析　由1 ml配合物与AgNO3反应生成1 ml AgCl可知，1 ml配合物电离出1 ml Cl－，即配离子显＋1价、外界有一个Cl－；因为钴显＋3价，所以内界中有两个Cl－；因为其空间结构为八面体，所以n＝6－2＝4。配合物为[C(NH3)4Cl2]Cl。
7.如图所示是卟啉配合物叶绿素的结构示意图(部分)，下列有关叙述正确的是A.该叶绿素只含有H、Mg、C元素B.该叶绿素是配合物，中心离子是镁离子C.该叶绿素是配合物，其配位体是N元素D.该叶绿素不是配合物，而是高分子化合物
解析　该化合物还含有O元素和N元素，A错误；Mg的最高化合价为＋2价，而化合物中Mg与4个N原子作用，由此可以判断该化合物中Mg与N原子间形成配位键，该物质为配合物，B正确，D错误；该化合物中配位原子为N原子，不能称N原子为配位体，同样也不能称N元素为配位体，因为配位体一般为离子或分子，C错误。
二、不定项选择题8.下列不属于配位化合物的是A.六氟合铝酸钠：Na3AlF6B.氢氧化二氨合银：Ag(NH3)2OHC.氯化铵：NH4ClD.十二水硫酸铝钾：KAl(SO4)2·12H2O
解析　十二水硫酸铝钾是由K＋、Al3＋、 及H2O分子组成的离子化合物，属于复盐，所以D项正确。
9.实验证明，在CuSO4溶液中慢慢加入浓的NaOH溶液，开始有蓝色沉淀产生，但是当加入的浓NaOH溶液过量后，沉淀溶解变成深蓝色溶液，某学生对此作出了推断。下列推断正确的是A.形成了[Cu(OH)4]2－配离子B.CuSO4溶液的颜色被冲淡C.形成了[Cu(H2O)4]2＋配离子D.Cu(OH)2存在溶解平衡
解析　在CuSO4溶液中慢慢加入浓的NaOH溶液，生成的蓝色沉淀为Cu(OH)2，继续加入浓NaOH溶液至过量，沉淀溶解变成深蓝色溶液，说明Cu(OH)2与浓NaOH发生了反应。
10.(2019·吉林扶余一中高二月考)下列物质中都存在离子键、共价键和配位键的是A.硝酸铵、氢化铵、氢氧化二氨合银[Ag(NH3)2]OH、硫酸铵B.氢氧化钠、过氧化钠、硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4、氢化钠C.硫酸、氢氧化钠、氮化钙、氢氧化钡D.氯化铵、氢氧化钠、过氧化氢、过氧化钙
解析　A项，铵根离子中存在极性共价键和配位键，氨分子中氮原子上有孤电子对，Ag＋有空轨道，能形成配位键，符合题意；B项，只有硫酸四氨合铜中含有离子键、共价键和配位键，氢氧化钠、过氧化钠中含有离子键和共价键，氢化钠中只有离子键，不符合题意；C项，硫酸中含有共价键和配位键，氢氧化钠、氢氧化钡中含有离子键和共价键，氮化钙中只有离子键，不符合题意；D项，只有氯化铵中含有离子键、共价键和配位键，氢氧化钠、过氧化钙中含有离子键和共价键，过氧化氢中只有共价键，不符合题意。
三、非选择题11.在下列物质中：①CO2、②KCl、③CaBr2、④O2、⑤NH4Cl、⑥Ca(OH)2、⑦N2、⑧HBr、⑨NH3、⑩Na2O2、⑪金属铜，请用序号回答下列问题：(1)只有非极性键的是______。(2)只有极性键的是________。(3)只有离子键的是______。(4)既有离子键，又有非极性键的是___。(5)既有离子键，又有极性键的是_____。(6)属于离子化合物的是___________。(7)属于共价化合物的是________。(8)含有配位键的物质是____，含有金属键的物质是____。
12.Cu2＋能与NH3、H2O、OH－、Cl－等形成配位数为4的配合物。(1)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Na2[Cu(OH)4]。
①画出配离子[Cu(OH)4]2－中的配位键：________________。
解析　Cu2＋含有空轨道，OH－含有孤电子对，可形成配位键，配离子
[Cu(OH4)]2－中1个Cu2＋与4个OH－形成配位键，可表示为 ；
②Na2[Cu(OH)4]中除了配位键外，还存在的化学键类型有____(填字母)。A.离子键 B.金属键C.极性共价键 D.非极性共价键
解析　Na2[Cu(OH)4]为离子化合物，含有离子键，并且O—H键为极性共价键。
(2)金属铜单独与氨水或过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液发生如下反应：Cu＋H2O2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。其原因是_________________________________________________________________。
氨分子与Cu2＋形成配位键，两者相互促进使反应进行
解析　过氧化氢可氧化Cu生成Cu2＋，进而与氨分子形成配位键。
(3)Cu2＋可以与乙二胺(H2N—CH2CH2—NH2)形成配离子，如下图：
①H、O、N三种元素的电负性从大到小的顺序为________。
解析　同周期元素，从左到右，元素的电负性逐渐增大，则O>N，三种元素中H的电负性最小，则有电负性：O>N>H；
②乙二胺分子中N原子成键时采取的杂化类型是_____。
解析　乙二胺分子中N原子采取sp3杂化。
解析　乙二胺中2个N原子提供孤电子对与镁离子或铜离子形成稳定的配位键，故能形成稳定环状离子。由于铜离子半径大于镁离子，形成配位键时头碰头重叠程度较大，其与乙二胺形成的化合物较稳定。
13.回答下列问题：(1)[2019·全国卷Ⅰ，35(2)节选]乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是___________________________________________________，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是______(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。
乙二胺的两个N原子提供孤电子对与金属离子形成配位键
(2)[2019·全国卷Ⅲ，35(2)节选]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　Fe能够提供空轨道，而Cl能够提供孤电子对，故FeCl3分子双聚时可形成配位键。由常见AlCl3的双聚分子的结构可知FeCl3的双聚分子的结构式为 ，其中Fe的配位数为4。
(3)[2019·江苏，21(2)节选]Cu2＋与OH－反应能生成[Cu(OH)4]2－，[Cu(OH)4]2－中的配位原子为____(填元素符号)。
解析　该配离子中Cu提供空轨道，O提供孤电子对，故配位原子为O。
(4)[2020·山东，17(3)]含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2＋配合物的结构如图所示，1 ml该配合物中通过螯合作用形成的配位键有______ ml，该螯合物中N的杂化方式有_____种。
14.(1)已知 在溶液中可稳定存在。CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是___________________________(用离子方程式表示)。
解析　CaF2存在沉淀溶解平衡：CaF2(s) Ca2＋(aq)＋2F－(aq)，溶液中的F－与Al3＋形成配离子 ，使沉淀溶解平衡向右移动，导致CaF2溶解。
(2)在Ni催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，1 ml Ni(CO)4中含有___ml σ键。
解析　1 ml Ni(CO)4中Ni与CO之间形成4 ml σ键、4 ml配位体CO中含有4 ml σ键，故1 ml Ni(CO)4中含有8 ml σ键。
解析　 中存在1个由氮原子提供孤电子对、H＋提供空轨道而形成的配位键， 中存在1个由F－提供孤电子对、B原子提供空轨道而形成的配位键，故1 ml NH4BF4含有2 ml配位键。
15.(1)将Cu单质的粉末加入NH3的浓溶液中，通入O2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式是__________________________________________________。
2Cu＋8NH3·H2O＋O2===2[Cu(NH3)4]2＋
解析　深蓝色溶液中含有[Cu(NH3)4]2＋，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒可写出离子方程式。
(2)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 ml NH4BF4含有____ml配位键。
(3)由H、N、O、S、Cu 5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图所示)。该化合物中，阴离子为_____，阳离子中存在的化学键类型有_______________；该化合物加热时首先失去的组分是_______，判断理由是_________________________________________。
间的配位键比NH3与Cu2＋的弱
解析　由“阴离子呈四面体结构”，结合所提供的元素种类，可判断其阴离子为 (sp3杂化，空间结构为正四面体形)。由“阳离子呈轴向狭长的八面体结构”可知，其阳离子中含2种配位体，由结构图中配位体的价键情况，可知1种配位体为NH3、1种配位体为H2O，综合可得其阳离子为[Cu(NH3)4(H2O)2]2＋，则该化合物的化学式为[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4。阳离子中有两种配位键，因为O原子的电负性大于N原子，故NH3与Cu2＋形成的配位键强于H2O与Cu2＋形成的配位键，所以加热时先失去H2O。