化学选择性必修2第3节 离子键、配位键与金属键教课ppt课件

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1.配位键的形成(1)用电子式表示NH3、 的形成①氮原子与氢原子以共价键结合成NH3分子:　　　 　　　　;②NH3分子与H+结合成 :　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)②中共价键的形成与①相比较的不同点:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
中形成共价键时,氮原子一方提供孤电子对,H+提供空轨道
(3)②中N原子杂化轨道类型为　　　, 中的配位键和其他三个N—H键的键长和键能　　　　　, 的空间结构为　　　　　　　　。 (4)配位键的定义及表示方法。①定义:成键原子一方提供　　　　　　,另一方具有能够接受　　　　　　的　　　　　　。　通常是过渡元素的原子或离子。如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、C2+、Cr3+等 ②表示方法:配位键常用A→B表示,其中A是提供　　　　　　的原子,B是具有能够接受　　　　　　的　　　　的原子。 
(5)配位化合物的定义及组成。①定义:一般来说,组成中含有　　　　　　的物质称为配位化合物,简称　　　　　。 ②组成:提供空轨道的称为　　　　　　　　　　　　　　,提供孤电子对的称为　　　　。配合物一般由内界和外界两部分组成,结构如图所示。 (6)配位数:直接同中心原子(离子)配位的分子或离子的数目叫中心原子(离子)的配位数。如[Fe(CN)6]4-中Fe2+的配位数为6。
2.配合物的制备与应用(1)配合物实例　有些配合物显示特征颜色,可以用于物质的检验①CuCl2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)4]2+;②向硝酸银溶液中滴加浓氨水至过量,可以制得二氨合银离子　 　　　　;③NH3分子与Cu2+配位可以制得　　　　　　　　。 
[Ag(NH3)2]+
[Cu(NH3)4]2+
(2)配合物的应用配合物在生命体中大量存在,对于生命活动具有重要意义。另外,配合物在尖端技术、医药科学、催化反应和材料化学等领域也有着广泛的应用。在科学研究和生产实践中,人们经常利用金属离子和与其配位的物质的性质不同,进行　　　、　　　　或　　　　操作来达到分离提纯、分析检测等目的。 
名师点拨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
深度思考(1)常做配体的分子或离子有哪些?
(2)配合物的中心原子一定是金属离子或原子吗?
(3)含有配位键的化合物一定是配合物吗?
提示 提供孤电子对的离子或分子,如CO、NH3、H2O、F-、CN-、Cl-、OH-等。
提示 不一定。少数高氧化态的非金属元素硼、硅、磷等,也可以作为配合物的中心原子,如Na[BF4]、Na2[SiF6]和NH4[PF6]等。
特别提醒(1)配合物能够溶于水时,内界一般不会破坏,外界离子与配离子的离子键会破坏。如1 ml [C(NH3)4Cl2]Cl溶于水时只能电离出1 ml Cl-。(2)CO、CN-做配体时,碳原子为提供孤电子对的配位原子,因为O、N原子的电负性比较强,不易给出电子。
正误判断(1)配合物都有颜色。(　　)提示 不是所有的配合物都有颜色,比如[Ag(NH3)2]OH无色。(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。(　　)提示 配合物一般由内界和外界组成,配离子和外界离子之间属于离子键。(4)外界条件的变化不会影响配合物的存在形式。(　　)提示 外界条件会影响配合物的存在形式,比如当加入了与中心离子配位能力更强的配体时,会形成新的配位键。
探究角度1 配位键的形成例1 下列说法不正确的是(　　)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
解析 共用电子对存在静电作用,包括静电排斥和静电吸引,配位键本质为共用电子对,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对,实质也是一种共价键,具有方向性和饱和性,B、D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。
名师点拨　配位键就是一种特殊的共价键,只是形成过程与普通共价键不同。一旦形成配位键,特征与普通共价键一样,具有方向性、饱和性,且与同种原子之间形成的普通共价键具有相同的键长、键角与键能。例如H3O+中有一个O—H键是配位键,与其他2个O—H键完全相同。
[对点训练1]下列不能形成配位键的组合是(　　)A.Ag+、NH3B.Al3+、OH-C.C3+、COD.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+、Al3+、C3+能提供空轨道,NH3、OH-、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,无法提供孤电子对,所以不能形成配位键。
探究角度2 配合物的性质例2 下列关于配合物的说法不正确的是(　　)A.许多过渡金属元素的离子对多种配体具有很强的结合力,因而过渡金属配合物远比主族金属配合物多B.配合物中中心离子与配体间、配离子与酸根离子间都是以配位键相结合C.配离子中,中心离子提供空轨道,配体提供孤电子对D.中心离子所结合配体的个数称为配位数,不同离子的配位数可能不同
解析 配合物中中心离子与配体间是以配位键相结合,配离子与酸根离子间是以离子键相结合,B项错误;配位数指形成配离子时配体的个数,不同离子的配位数可能相同也可能不同,D项正确。
[对点训练2]下列说法错误的是(　　)A.[Ag(NH3)2]+中Ag+空的5s轨道和5p轨道以sp杂化成键,空间结构为直线形B.配位数为4的配合单元一定呈正四面体结构,配位数为6的配合单元一定呈正八面体结构C.[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性共价键和配位键D.[Pt(NH3)6]2+和[PtCl4]2-中,其中心离子的化合价都是+2价
解析 Ag+的价电子排布式为4d10,4d轨道电子全充满,则1个5s轨道和1个5p轨道参与杂化形成两个杂化轨道,这两个杂化轨道接受两个氮原子提供的孤电子对而形成两个配位键,所以中心原子与配体形成配位键的杂化轨道类型是sp杂化,空间结构为直线形,A正确;配位数为4的配合物可以为正四面体结构,也可以为平面四边形结构,B错误;[Cu(NH3)4]SO4属于离子化合物,含有离子键,N—H为极性共价键,Cu与N形成配位键,C正确;[Pt(NH3)6]2+中,NH3可以看为一个整体,显0价,[PtCl4]2-中,Cl显-1价,故其中心离子的化合价都是+2价,D正确。
归纳总结　常见配合物中心原子(或中心离子)的杂化方式及空间结构
1.金属键及其实质(1)概念:金属中　　　　　　　和“　　　　　　　”之间的强的相互作用。(2)成键微粒:　　　　　　　　和“　　　　　　”。 (3)本质:一种　　　　作用。 (4)特征①没有　　　　性和　　　　性。 ②金属键中的电子在整个三维空间运动,属于　　　　　　　　　　　。 
(5)金属键的强弱判断一般来说,金属键的强弱主要取决于金属原子的半径和价电子数。原子半径越大,价电子数越少,金属键越弱;反之越强。金属键越强,金属的熔、沸点越高,硬度越大。
2.金属键与金属性质
名师点拨金属中的自由电子是指金属易失去的价电子,而不是金属原子核外所有的电子。特别提醒(1)有金属光泽的单质不一定是金属单质,如单质硅、晶体碘也有金属光泽。(2)金属有导电性,但能导电的不一定是金属,如石墨、硅、能导电的有机高分子化合物等。(3)温度升高,金属阳离子的振动频率和“自由电子”的无序运动增强,金属导电能力减弱;电解质溶液中,阴、阳离子随溶液温度升高,运动速率加快,导电能力增强。
深度思考(1)什么是合金?合金中存在金属键吗?
(2)记忆合金在不同温度下发生形状改变而不断裂的原因是什么?
提示 合金是两种或两种以上的金属或者金属与非金属组成的具有金属特性的物质。在合金中存在金属阳离子和自由电子,故含有金属键。
提示 记忆合金发生形状改变是因为合金中的各原子层发生相对滑动,但排列方式不变,金属键没有被破坏。
正误判断(1)金属键的本质是一种电性作用。(　　)(2)金属键是金属阳离子和“自由电子”之间存在的强的静电吸引作用。(　　)提示 也存在金属阳离子之间和“自由电子”之间的静电排斥作用。(3)金属键越强,金属硬度越大。(　　)(4)金属键的强弱只取决于金属原子的半径。(　　)提示 金属键的强弱主要取决于金属原子的半径和价电子数。
探究角度 金属键的理解例题 下列物质的熔点依次升高的是(　　)A.Mg、Na、KB.Na、Mg、AlC.Na、Rb、CaD.铝、铝硅合金
解析 A项中Mg、Na、K的半径依次增大,Mg的价电子数比K、Na的多,故熔点:Mg>Na>K;同理分析,B项正确;C项中各物质熔点的顺序应为Rb[对点训练]下列晶体中,金属阳离子与“自由电子”间的作用最强的是(　　)A.NaB.GaC.AlD.K
解析 Na、Al位于第3周期,原子半径Na>Al,价电子数目Na学以致用·随堂检测全达标
题组1 配位键1.下列物质中,不能作为配合物的配位体的是(　　)A.NH3D.
解析 NH3是共价化合物,氮原子分别与3个氢原子通过一对共用电子对结合,NH3电子式为 ,有孤电子对,可以作为配体,故A不选;H2O含有孤电子对,可以作为配体,故B不选;SCN-存在孤电子对,可以作为配体,故C不选; 中形成4个共价键,没有孤电子对,不可以作为配体,故选D。
2.向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液,不能生成AgCl沉淀的是(　　)A.[C(NH3)4Cl2]ClB.[C(NH3)3Cl3]C.[C(NH3)6]Cl3D.[C(NH3)5Cl]Cl2
解析 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,只要外界存在Cl-,加入AgNO3溶液即有AgCl沉淀生成。配合物[C(NH3)3Cl3]中,C3+、NH3、Cl-全部处于内界,在溶液中很难电离出Cl-,加入AgNO3溶液不生成AgCl沉淀,B项符合题意。
3.(2024山东临沂检测)M、N、Z、Y、X、T是原子半径依次增大的前10号元素,基态N原子核外电子有5种空间运动状态,并有1个单电子,这六种元素形成的一种化合物结构如图所示。下列说法正确的是(　　)A.与Z同周期且第一电离能大于Z的元素有2种B.该化合物中只含有离子键、共价键,不存在配位键C.六种元素中,X的最高价含氧酸的酸性最强D.最简单氢化物的沸点为X解析 基态N原子核外电子有5种空间运动状态,并有1个单电子,推测N元素为F元素,结合物质的结构图可知M只能形成一个共价键且原子半径比F小,推测M为H元素,Z形成2个共价键且原子半径比F大,推测Z为O元素,Y形成3个共价键且原子半径比F大,推测Y为N元素,X形成4个共价键且原子半径比F大,推测X为C元素,T与F形成 ,推测T为B元素。
同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大趋势,但ⅤA族元素第一电离能大于同周期ⅥA族元素的第一电离能,则稀有气体Ne及F、N的第一电离能大于O,故A错误;该化合物中有阴、阳离子,存在离子键,阳离子内部原子之间以共价键相连,阴离子内部存在配位键,故B错误;最高价含氧酸的酸性强弱可以通过元素的非金属性强弱来比较,氟元素的非金属性最强,但是氟元素没有含氧酸,氧元素没有最高正价,所以六种元素中氮元素的最高价含氧酸酸性最强,故C错误;常温下,H2O为液态,HF为气态,则水的沸点高于HF,HF分子间含有氢键,则沸点高于CH4,故D正确。
4.往硫酸铜水溶液中加入氨水,首先生成难溶物,继续加氨水,难溶物溶解,而且所得溶液的颜色比原来明显加深,得到了一种含[Cu(NH3)4(H2O)2]2+的溶液,此离子的空间结构如图所示(4个NH3与Cu2+共面,跟H2O—Cu2+—H2O轴线垂直)。请回答以下问题:
(1)硫酸铜水溶液加氨水的变化过程,用离子方程式表示为①生成浅蓝色沉淀:　　　　　　　　　　　　　　　　　　; ②生成深蓝色溶液:　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。(2)此深蓝色的离子属于　　　　,其中Cu2+与H2O和NH3形成的是　　　　键,请在图中表示此化学键。 (3)此深蓝色离子的空间结构呈　　　　　形。 
Cu(OH)2+4NH3·H2O══[Cu(NH3)4(H2O)2]2++2OH-+2H2O
解析 (1)氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,离子方程式为Cu2++2NH3·H2O══Cu(OH)2↓+2 ,生成浅蓝色沉淀,继续滴加氨水,氨水和浅蓝色氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物,根据离子的立体结构可知生成[Cu(NH3)4(H2O)2]2+,所以发生的离子反应为Cu(OH)2+4NH3·H2O══[Cu(NH3)4(H2O)2]2++2OH-+2H2O,生成深蓝色溶液。(2)[Cu(NH3)4(H2O)2]2+为配离子,Cu2+提供空轨道,N、O原子提供孤电子对,则以配位键结合,此化学键可表示为 。(3)[Cu(NH3)4(H2O)2]2+为配离子,4个NH3与Cu2+共面,跟H2O—Cu2+—H2O轴线垂直,铜离子的配位数是6,将6个分子连接后所围成的空间几何构型为八面体。
题组2 金属键5.如图是金属晶体内部的金属键模型示意图,仔细观察并解释金属导电的原因(　　)A.金属能导电是因为含有金属阳离子B.金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用下做定向运动C.金属能导电是因为含有电子且无规则运动D.金属能导电是因为金属阳离子和自由电子的相互作用
解析 金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用下做定向运动,形成电流。