2021学年新教材化学鲁科版选择性必修第二册课件:第2章+第3节+离子键、配位键与金属键(课件)
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金属、合金
2.化学键类型与物质类别的关系 (1)离子化合物中一定含有离子键,可能含有共价键。简单离子组成的离子化 合物中只有离子键。如MgO、NaF等,复杂离子组成的化合物中既有离子键、又 有共价键。如NH4NO3、NaOH、Na2O2、NH4Cl等。 (2)共价化合物中只有共价键,一定没有离子键。 (3)中学常见物质中的化学键 ①只有非极性键的物质:H2、O2、N2、P4、S2、S8、金刚石、晶体硅等。 ②只有极性键的物质:HX、CO、SO2等。
第3节 离子键、配位键与金属 键
课前自主学习
学习任务一 离子键 任务驱动: 离子键是必修2学习的化学键中重要的一类,离子键是通过阴、阳离子间的静 电吸引形成的吗?离子键跟共价键有什么不同? 1.概念 阴、阳离子之间通过_静__电__作__用__形成的化学键。 2.形成条件 一般认为,当成键原子所属元素的电负性差值大于_1_._7_时,原子间才有可能形 成离子键。
③既有极性键、又有非极性键的物质:H2O2、C2H2、C2H4、C6H6、C2H5OH等。 ④只有离子键的物质:如CaCl2、K2O、KH等(固体)。 ⑤既有离子键、又有非极性键的物质:Na2O2、Na2S2、CaC2等。 ⑥稀有气体中不存在化学键。
⑦金属或合金中存在金属键。
【典例】下列关于化学键的认识错误的是( ) A.离子化合物中肯定有金属元素,离子键没有方向性和饱和性;而共价化合物 中肯定没有金属元素,共价键有方向性和饱和性 B.金属键的实质是在整块固态金属中不停运动的“自由电子”与金属阳离子 相互作用,使得体系的能量大大降低 C.一般来说,共价键在形成时,由成键双方各提供一个电子形成共用电子对 D.根据元素电负性的差值可以判断化学键类型
2.配合物 (1)概念:组成中含有_配__位__键__的物质。 (2)组成:过渡金属的原子或离子(含有空轨道)与含有_孤__电__子__对__的原子或离子
(如:CO、NH3、H2O、Cl-、F-、CN-、SCN-等)通过配位键形成配合物。 (3)实例:[Cu(NH3)4]2+中_氮__原子的孤电子对进入_C_u_2+_的空轨道,[Cu(NH3)4]2+可
【探究总结】 1.常见化学键的比较
化学键
概念
成键 方式 特征 成键 微粒
共价键
原子间通过共用电 子对形成的化学键
通过形成共用电子 对达到稳定结构 有方向性和饱和性
原子
离子键 阴、阳离子之间通 过静电作用形成的 化学键 通过得失电子达到 稳定结构 无方向性和饱和性
阴、阳离子
金属键
金属中“自由电子” 和金属阳离子之间的 强的相互作用
4.特征 离子键没有_方__向__性和_饱__和__性,因此以离子键结合的化合物倾向于形成晶体, 使每个离子周围排列_尽__可__能__多__的__带__异__性__电__荷__的离子,达到降低体系能量的目 的。 【想一想】离子键没有饱和性,是不是离子可以任意结合异性电荷的离子形成 化合物? 提示: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,离子才可 能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。
2.所有的化学键都有方向性和饱和性吗? 提示:不是。共价键有方向性和饱和性,但是离子键和金属键没有方向性与饱和 性。 3.结合图3和图4分析说明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。
金属键本质是一种电性作用 (1)金属键无_饱__和__性__和_方__向__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.金属的物理性质 (1)金属不透明,具有金属光泽 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)金属具有良好的导电性 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。
Байду номын сангаас
【做一做】在下列物质中:①CO2、②KCl、③CaBr2、④O2、⑤NH4Cl、 ⑥Ca(OH)2、⑦N2、⑧HBr、⑨NH3、⑩Na2O2,请用序号回答下列问题: (1)只有离子键的是________。 (2)既有离子键,也有非极性键的是________。 (3)既有离子键,又有极性键的是________。 (4)属于离子化合物的是________。 答案:(1)②③ (2)⑩ (3)⑤⑥ (4)②③⑤⑥⑩
许多金属阳离子共用 许多自由电子
无方向性和饱和性
金属阳离子、自由电 子
化学键 性质
形成 条件
形成 物质
共价键 电性作用
离子键 静电作用
金属键 电性作用
一般电负性相差小 一般电负性相差大
于1.7的元素原子之 于1.7的元素原子之 金属单质或合金
间
间
非金属单质或共价 化合物、部分离子 离子化合物 化合物
【想一想】1.物质中只要有阳离子就一定有阴离子吗? 提示:金属单质及其合金中存在阳离子却没有阴离子,因此物质中有阳离子未必 有阴离子。 2.金属导电与电解质溶液导电的实质相同吗? 提示:金属导电是自由电子的定向移动,属于物理变化,电解质溶液导电是阴、阳 离子的定向移动并在阳、阴极放电的过程,伴随着化学变化。
(3)金属具有良好的导热性 当金属中有温度差时,通过不停运动着的“自由电子”与_金__属__阳__离__子__间__的__碰__撞__, 把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。
【探究训练】 1.叠氮化钠(NaN3)是抗禽流感药物“达菲”合成过程中的中间活性物质,因其 在强烈撞击的情况下快速分解并产生大量氮气,叠氮化钠可以用于汽车安全气 囊的制造。3 mol NaN3受撞击会生成4 mol氮气和一种离子化合物(Na3N)。下 列有关叙述错误的是( ) A.NaN3受撞击时,NaN3既是氧化剂又是还原剂 B.NaN3跟水反应时,有NH3生成 C.Na3N中N3-半径比Na+半径大 D.NaN3中,既存在离子键又存在非极性共价键
(3)实例: NH+4 的结构式(表示出配位键)可表示为___________,N原子杂化类型
为_s_p_3 , NH+4 中的配位键和其他三个N—H的键长和键能_相__等__, NH+4 的空间构型 为正四面体形。 【想一想】共价键和配位键的区别是什么? 提示:配位键也属于共价键,配位键是由一方提供孤电子对,另一方提供空轨道 形成的化学键。
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]+配合离子,且配合离子很稳定,促使以上平衡 右移,AgOH逐渐溶解。
学习任务三 金属键 任务驱动:
以下是几种常见金属单质的几项物理通性的比较:
金属 铜 铁 铅
熔点/℃ 1083 1 538 327
学习任务二 配位键 任务驱动:
1.配位键 (1)定义:成键原子一方提供_孤__电__子__对__,另一方具有_接__受__孤__电__子__对__的__空__轨__道__而 形成的特殊的共价键叫配位键。 (2)表示方法:配位键常用符号_A_→__B_表示,其中A是_提__供__孤__电__子__对__的__原__子__,B是 _具__有__能__够__接__受__孤__电__子__对__的__空__轨__道__的__原__子__。
3.(2020·保定高二检测)下列物质中,既含有离子键,又含有非极性共价键的
是( )
A.Na2O2
B.NaOH
C.Na2O
D.MgCl2
【解析】选A。Na2O2中含有Na+O与22 的离子键O,22 中含有O—O非极性键,A项正 确;NaOH中含有Na+与OH-的离子键,OH-中含有H—O极性键,B项错误;Na2O中只
课堂合作探究
探究任务一 常见化学键的比较 图片情境 以下是氯化钠形成时体系能量的变化和氯化钠、氯化铯的晶体结构模型
【问题探究】 1.从形成时体系能量的变化图分析氯化钠是怎样形成的?
提示:由图2可知: (1)r>r0:当r减小时,阴、阳离子靠静电相互吸引,E减小,体系趋于稳定。 (2)r=r0:E有极小值,此时体系最稳定,表明形成离子键。 (3)r<r0:当r减小时,E急剧上升。因为Na+和Cl-彼此再接近时,电子云之间的斥 力急剧增加,导致骤然上升。 因此,离子相互吸引,保持一定距离时,体系最稳定,这就意味着形成了离子键,即 离子化合物中,阴阳离子依靠静电作用,形成化学键——离子键。
【解题指南】离子键的形成规律 (1)电负性小的金属元素和电负性大的非金属元素之间易形成离子键。 (2)一般来说,活泼的金属元素(ⅠA族、ⅡA族)和活泼的非金属元素(ⅥA族、 ⅦA族)易形成离子键。
【解析】选A。A项离子化合物中不一定有金属元素,如铵盐;共价化合物中也不 一定没有金属元素,如AlCl3,错误;B项,金属键为自由电子与金属阳离子所形成 的相互作用。C项,共价键在形成时,一般由成键原子的双方各提供一个电子形 成共用电子对,正确;根据形成化学键的元素的电负性差值与1.7的关系可以判断 化学键类型,D正确。 【易错提醒】离子键与共价键中的两种特殊情况 (1)金属与非金属形成的化学键有可能是共价键。 (2)完全由非金属元素形成的化合物中有可能含离子键。
(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。
4.有人说:“金属键就是共价键。”这种说法对吗? 提示:不对。从某种意义上来说金属键属于一种特殊的共价键,共价键的共用电 子对属于提供电子对的两个原子,但是金属键中的自由电子却属于整块固态金 属。
【解析】选B。NaN3跟水反应时,没有NH3生成,应该是Na3N跟水反应时,有NH3生 成。
2.下列元素的原子在形成不同物质时,既能形成离子键,又能形成极性键和非
极性键的是( )
A.Ca
B.Mg
C.Ne
D.F
【解析】选D。活泼金属与活泼非金属都能形成离子键,故排除C;而活泼金属不
能形成共价键,则排除A、B;D选项,如NaF、F2、HF三种物质中分别形成离子 键、非极性共价键和极性共价键。
3.实质 阴、阳离子之间的_静__电__作__用__。当静电作用中同时存在的_静__电__引__力__和 _静__电__斥__力__达到平衡时,体系的能量_最__低__,形成稳定的离子化合物。 (1)静电引力是指_阴__、__阳__离__子__之间的异性电荷吸引力。 (2)静电斥力包括_阴__、__阳__离__子__的__原__子__核__、_核__外__电__子__之间的斥力。 【想一想】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、Cl两种元 素以共价键形成AlCl3。
导热性能 2 8 9
导电性能 2 7 9
金属的熔点为什么差别这么大?金属为什么易导电? 金属为什么易导热?
1.金属键及实质
概念 成键微粒
实质 特征
金属中“_自__由__电__子__”和 _金__属__阳__离__子__之间的强的相互作用
_金__属__阳__离__子__和“_自__由__电__子__”
表示为
。
【想一想】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:Ag++NH3·H2O====AgNOH+4H↓+ ,AgOH+2NH3====[Ag(NH3)2]++O (2)利用化学平衡移动原理解释配合离子是如何形成的?