《2.3 離子鍵 配位鍵 金屬鍵》參考學(xué)案

學(xué)而優(yōu)·教有方PAGEPAGE12.3.1離子鍵、配位鍵與金屬鍵考點(diǎn)1離子鍵1．概念陰、陽離子通過靜電作用形成的化學(xué)鍵。2．形成過程3．實(shí)質(zhì)陰、陽離子之間的靜電作用。當(dāng)靜電作用中同時(shí)存在的靜電引力和靜電斥力達(dá)到平衡時(shí)，體系的能量最低，形成穩(wěn)定的離子化合物。(1)靜電引力是指陰、陽離子之間的異性電荷吸引力。(2)靜電斥力包括陰、陽離子的原子核、核外電子之間的斥力。(3)影響靜電作用的因素根據(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。F＝keq\f(q＋q－,r2)(k為比例系數(shù))4．形成條件一般認(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。5．特征(1)沒有方向性：離子鍵的實(shí)質(zhì)是靜電作用，離子的電荷分布通常被看成是球形對稱的，因此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)。(2)沒有飽和性：在離子化合物中，每個(gè)離子周圍最鄰近的帶異性電荷離子數(shù)目的多少，取決于陰、陽離子的相對大小。只要空間條件允許，陽離子將吸引盡可能多的陰離子排列在其周圍，陰離子也將吸引盡可能多的陽離子排列在其周圍，以達(dá)到降低體系能量的目的。1離子鍵的存在只存在于離子化合物中：大多數(shù)鹽、強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物過氧化物如Na2O2、氫化物如NaH和NH4H等。2離子鍵的實(shí)質(zhì)是“靜電作用”。這種靜電作用不僅是靜電引力，而是指陰、陽離子之間靜電吸引力與電子與電子之間、原子核與原子核之間的排斥力處于平衡時(shí)的總效應(yīng)。3離子電荷、離子半徑是影響離子鍵強(qiáng)弱的重要因素。陰、陽離子所帶的電荷越多，離子半徑越小核間距越小，靜電作用越強(qiáng)，離子鍵越強(qiáng)。考點(diǎn)2配位鍵和配合物1．配位鍵的形成(1)用電子式表示NH3、NHeq\o\al(＋,4)的形成①N原子與H原子以共價(jià)鍵結(jié)合成NH3分子：；②NH3分子與H＋結(jié)合成NHeq\o\al(＋,4)：。(2)②中共價(jià)鍵的形成與①相比較的不同點(diǎn)：②中形成共價(jià)鍵時(shí)，N原子一方提供孤對電子，H＋提供空軌道。(3)配位鍵的概念及表示方法①概念：成鍵原子一方提供孤電子對，另一方提供空軌道形成的共價(jià)鍵。②表示方法：配位鍵常用A→B表示，其中A是提供孤電子對的原子，B是接受孤電子對或提供空軌道的原子。(4)配位化合物的概念：由提供孤對電子的配位體與接受孤對電子的中心原子以配位鍵結(jié)合形成的化合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均為配位化合物，簡稱配合物。2．配合物的制備與應(yīng)用(1)配合物的形成在盛有2mL0.1mol·L－1的CuSO4溶液中，逐滴加入過量的濃氨水，觀察到的現(xiàn)象是先生成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)加氨水，沉淀溶解，最后變?yōu)樗{(lán)色透明溶液。反應(yīng)的離子方程式是①Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)；②Cu(OH)2＋4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。(2)制備銀氨溶液往潔凈的試管中加入1mL2%硝酸銀溶液，然后邊振蕩邊逐滴滴入2%稀氨水，直到最初產(chǎn)生的的沉淀剛好溶解為止。①Ag＋＋NH3·H2O=AgOH＋NHeq\o\al(＋,4)②AgOH＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O(3)[Cu(NH3)4]2＋(配離子)的形成：氨分子中氮原子的孤對電子進(jìn)入Cu2＋的空軌道，Cu2＋與NH3分子中的氮原子通過共用氮原子提供的孤對電子形成配位鍵。配離子[Cu(NH3)4]2＋可表示為(如圖所示)。(4)有些配合物顯現(xiàn)出特征顏色，從而可用于物質(zhì)的檢驗(yàn)。Fe3＋與SCN－在溶液中可生成配位數(shù)為1～6的鐵的硫氰酸根配離子，這種配離子的顏色是血紅色的，反應(yīng)的離子方程式如下：Fe3＋＋nSCN－=[Fe(SCN)n]3－n(5)利用金屬離子和與其配位的物質(zhì)的性質(zhì)不同，進(jìn)行溶解、沉淀或萃取操作來達(dá)到分離提純，分析檢測等目的。一些難溶于水的金屬氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以依次溶解于含過量的Cl－、Br－、I－、CN－和氨的溶液中，形成可溶性的配合物。（6）穩(wěn)定性增強(qiáng)配合物具有一定的穩(wěn)定性，配合物中的配位鍵越強(qiáng)，配合物越穩(wěn)定。當(dāng)作為中心原子的金屬離子相同時(shí)，配合物的穩(wěn)定性與配體的性質(zhì)有關(guān)。例如，血紅素中的Fe2＋與CO分子形成的配位鍵比Fe2＋與O2分子形成的配位鍵強(qiáng)，因此血紅素中的Fe2＋與CO分子結(jié)合后，就很難再與O2分子結(jié)合，血紅素失去輸送氧氣的功能，從而導(dǎo)致人體CO中毒。常見提供空軌道的微粒：過渡金屬的原子或離子，如Fe、Ni、Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋、Al3＋等。常見提供孤對電子的微粒：H2O、NH3、CO；X－(F－、Cl－、Br－、I－)、OH－、SCN－、CN－等考點(diǎn)3金屬鍵1．金屬鍵的概念及其實(shí)質(zhì)(1)概念：金屬中金屬陽離子和自由電子之間存在的強(qiáng)烈相互作用。(2)成鍵微粒：金屬陽離子和自由電子。(3)本質(zhì)：金屬陽離子和自由電子之間的電性作用。2．金屬鍵的特征(1)金屬鍵沒有共價(jià)鍵所具有的飽和性和方向性。(2)金屬鍵中的電子在整個(gè)三維空間運(yùn)動，屬于整塊固態(tài)金屬。3．用金屬鍵理論解釋金屬的下列物理性質(zhì)(1)金屬不透明，具有金屬光澤。答案當(dāng)可見光照射到金屬表面上時(shí)，固態(tài)金屬中的“自由電子”能夠吸收所有頻率的光并很快放出，使得金屬不透明并具有金屬光澤。(2)金屬具有良好的延展性。答案金屬鍵沒有方向性，當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，金屬原子間發(fā)生相對滑動而不會破壞金屬鍵，金屬發(fā)生形變但不會斷裂，故金屬具有良好的延展性。(3)金屬具有良好的導(dǎo)電性。答案金屬內(nèi)部自由電子的運(yùn)動不具有方向性，在外加電場的作用下，金屬晶體中的“自由電子”發(fā)生定向移動而形成電流，使金屬表現(xiàn)出導(dǎo)電性。(4)金屬具有良好的導(dǎo)熱性。答案當(dāng)金屬中有溫度差時(shí)，通過不停運(yùn)動著的“自由電子”與金屬陽離子間的碰撞，把能量由高溫處傳向低溫處，使整塊金屬表現(xiàn)出導(dǎo)熱性。例題精析【例題1】具有下列電子排布的原子中最難形成離子鍵的是()A．1s22s22p2B．1s22s22p5C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63s1【答案】A【例題2】下列物質(zhì)中的離子鍵最強(qiáng)的是()A．KClB．CaCl2C．MgO D．Na2O【答案】C【例題3】下列不能形成配位鍵的組合是()A．Ag＋、NH3B．H2O、H＋C．Co3＋、CO D．Ag＋、H＋【答案】D【例題4】(1)配合物[Ag(NH3)2]OH的中心離子是__________，配位原子是__________，配位數(shù)是__________，它的電離方程式是_______________________________________________________。(2)向盛有少量NaCl溶液的試管中滴入少量AgNO3溶液，再加入氨水，觀察到的現(xiàn)象是________________________。(3)解釋加入氨水后，現(xiàn)象發(fā)生變化的原因___________________________________。【答案】(1)Ag＋N2[Ag(NH3)2]OH=[Ag(NH3)2]＋＋OH－(2)產(chǎn)生白色沉淀，加入氨水后，白色沉淀溶解(3)AgCl存在微弱的溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，向其中滴加氨水，Ag＋與NH3能發(fā)生如下反應(yīng)：Ag＋＋2NH3=[Ag(NH3)2]＋，會使沉淀溶解平衡向右移動，最終因生成[Ag(NH3)2]Cl而溶解【例題5】下列關(guān)于金屬鍵的敘述中，不正確的是()A．金屬鍵是金屬陽離子和自由電子這兩種帶異性電荷的微粒間的強(qiáng)烈相互作用，其實(shí)質(zhì)與離子鍵類似，也是一種電性作用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)成金屬鍵的自由電子在整個(gè)金屬內(nèi)部的三維空間中做自由運(yùn)動【答案】B【例題6】金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬的價(jià)電子數(shù)多少有關(guān)，價(jià)電子數(shù)越多金屬鍵越強(qiáng)；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。據(jù)此判斷下列金屬熔點(diǎn)逐漸升高的是()A．Li、Na、KB．Na、Mg、AlC．Li、Be、Mg D．Li、Na、Mg【答案】B課堂運(yùn)用【基礎(chǔ)】1．下列說法中正確的是()A．共價(jià)化合物中不可能含有離子鍵B．含有金屬陽離子的物質(zhì)都是離子化合物C．僅由非金屬元素組成的化合物中不可能含有離子鍵D．由金屬元素和非金屬元素組成的化合物一定是離子化合物2．NaF、NaI、MgO均為離子化合物，根據(jù)下列數(shù)據(jù)，判斷這三種化合物熔點(diǎn)的高低順序是()物質(zhì)①NaF②NaI③MgO離子所帶電荷數(shù)112鍵長(10－10m)2.313.182.10A.①>②>③B．③>①>②C．③>②>① D．②>①>③3．下列各種說法中錯(cuò)誤的是()A．配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵B．NH4NO3、H2SO4都含有配位鍵C．共價(jià)鍵的形成條件是成鍵原子必須有未成對電子D．形成配位鍵的條件是一方有空軌道，一方有孤對電子4.以下微粒中不含配位鍵的是()①N②CH4③OH-④NH3⑤N2⑥Fe(SCN)3⑦H3O+⑧[Ag(NH3)2]OHA.①②④⑦⑧ B.①④⑥⑦⑧C.③④⑤⑥⑦ D.②③④5.(雙選)下列關(guān)于金屬及金屬鍵的說法正確的是()A.金屬鍵跟共價(jià)鍵不同,它不具有方向性和飽和性B.金屬鍵是金屬陽離子與“自由電子”間的相互作用C.金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵谕饧与妶鲎饔孟陆饘賰?nèi)部產(chǎn)生了“自由電子”D.金屬具有光澤是因?yàn)榻饘訇栯x子吸收并放出可見光【鞏固】1.(雙選)已知短周期元素X的原子序數(shù)小于元素Y的原子序數(shù),X、Y間形成的常見化合物可表示為Y2X、Y2X2,則對形成的化合物Y2X2的說法正確的是()A.只存在離子鍵 B.只存在共價(jià)鍵C.有離子鍵,也有共價(jià)鍵 D.與Y2X一樣都有離子鍵2．物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論推出：金屬鍵越強(qiáng)，其金屬的硬度越大，熔點(diǎn)越高。且研究表明，一般來說，金屬陽離子半徑越小，所帶電荷數(shù)越多，則金屬鍵越強(qiáng)，由此判斷下列說法錯(cuò)誤的是()A．硬度：Mg＞Al B．熔點(diǎn)：Mg＞CaC．硬度：Mg＞K D．熔點(diǎn)：Ca＞K3.下列物質(zhì)中存在離子鍵、共價(jià)鍵和配位鍵的是()A.Na2O2B.H3O+C.NH4ClD.NaOH4．[Co(NH3)5Cl]Cl2是一種紫紅色的晶體，下列說法中正確的是()A．配體是Cl－和NH3，配位數(shù)是8B．中心離子是Co2＋，配離子是Cl－C．內(nèi)界和外界中Cl－的數(shù)目比是1∶2D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl－一定被完全沉淀5．已知Co(Ⅲ)的八面體配合物的化學(xué)式為CoClm·nNH3，若1mol配合物與AgNO3溶液反應(yīng)生成1molAgCl沉淀，則m、n的值是()A．m＝1，n＝5 B．m＝3，n＝4C．m＝5，n＝1 D．m＝4，n＝5【拔高】1.Cu2＋能與NH3、H2O、OH－、Cl－等形成配位數(shù)為4的配合物。(1)向CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液可生成Na2[Cu(OH)4]。①畫出[Cu(OH)4]2－中的配位鍵：__________________________________________。②Na2[Cu(OH)4]中除了配位鍵外，還存在的化學(xué)鍵類型有________(填字母)。A．離子鍵 B．金屬鍵C．極性共價(jià)鍵 D．非極性共價(jià)鍵(2)金屬銅單獨(dú)與氨水或過氧化氫都不能反應(yīng)，但可與氨水和過氧化氫的混合溶液發(fā)生如下反應(yīng)：Cu＋H2O2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。其原因是________________________________。(3)Cu2＋可以與乙二胺(H2N—CH2CH2—NH2