鲁科版高中化学选择性必修2物质结构与性质精品课件 第2章 第3节 第2课时 配位键、金属键

(5)配位键的表示方法:
应用体验
【典例1】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.[Co(NH3)4Cl2]Cl C.[Co(NH3)6]Cl3 答案 B
B.Co(NH3)3Cl3 D.[Co(NH3)5Cl]Cl2
解析 配合物的内界与外界由离子键结合,只要外界存在Cl-,加入AgNO3溶 液即有AgCl沉淀产生。对于B项配合物Co(NH3)3Cl3,Co3+、NH3、Cl-全处 于内界,不能电离出Cl-,所以不能生成AgCl沉淀。
规律方法许多配合物内界以配位键结合很牢固,难以在溶液中电离,而内界 与外界之间以离子键结合,在水溶液中能够完全电离。
变式训练1-1下列化合物属于配合物的是( )
A.Cu2(OH)2SO4 C.[Zn(NH3)4]SO4 答案 C
B.CaCl2 D.KAl(SO4)2
解析 硫酸四氨合锌[Zn(NH3)4]SO4中二价锌离子是中心离子,四个氨分子 是配体,中心离子和配体以配位键结合,含有配位键的物质称为配位化合物。
(4)配位化合物的定义及组成。 ①定义:一般来说,组成中含有配位键的物质称为配位化合物,简称 配合物。 ②组成:提供空轨道的称为中心原子或中心离子,提供孤电子对的称为 配体。
2.配合物的制取与应用 (1)配合物实例。 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[Ag(NH3)2]+;
心素养。
基础落实•必备知识全过关
自主梳理
一、配位键
1.配位键的形成 形成条件:①成键原子一方有孤电子对;②另一方有空轨道 (1)用电子式表示NH3、NH4+ 的形成。 ①氮原子与氢原子以共价键结合成NH3分子:
3H×+·N···→H× H;
·
·
②NH3 分子与 H+结合成 NH4+:
H×· +H+→[H×· H]+。
变式训练1-2 某配合物的化学式为[CrCl2(H2O)4]Cl·2H2O,下列说法正确的是( ) A.配体是Cl-,配位原子数是2 B.配离子是[CrCl2(H2O)4]+,中心离子是Cr3+ C.1 mol该化合物溶于水可电离出3 mol ClD.加入足量AgNO3溶液,Cl元素可被完全沉淀
答案 B 解析 提供孤电子对的作为配体,则内界[CrCl2(H2O)4]+中配体是H2O和Cl-, 配位原子数是6,故A错误;提供空轨道的作为中心离子,则内界 [CrCl2(H2O)4]+中中心离子是Cr3+,故B正确;配合物溶于水发生电离生成内 界离子和外界离子,则1 mol该化合物溶于水可电离出1 mol Cl-,故C错误;加 入足量AgNO3溶液,只有外界离子才能被沉淀,则Cl元素不可被完全沉淀, 故D错误。
(3)金属具有良好的导热性。 当金属中存在温度差时,不停运动着的“自由电子”通过自身与金属阳离子 之间的碰撞,将能量由高温处传向低温处,使金属表现出导热性。
自我检测
1.正误判断: (1)配位键是一种电性作用。( √ ) (2)形成配位键的电子对由成键原子双方提供。( × ) (3)共价键具有饱和性和方向性。( √ ) (4)金属键在本质上是一种电性作用。( √ ) (5)外界条件的变化不会影响配合物的存在形式。( × )
变式训练2-2金属能导电的原因是( ) A.金属晶体中金属阳离子与“自由电子”间的相互作用较弱 B.金属晶体中的“自由电子”在外加电场作用下发生定向移动 C.金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动 D.金属晶体在外加电场作用下可失去电子 答案 B 解析 金属晶体中的“自由电子”在外加电场作用下,可定向移动而形成电流。
探究2 金属键
问题探究
金属原子核外所有的电子都是自由电子吗?自由电子专属于某一个金属阳 离子吗? 提示 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。 自由电子不专属于某一个金属阳离子,而是属于整块固态金属。
归纳拓展
1.金属键的强弱比较 金属键的强弱主要取决于金属元素的原子半径和价电子数,原子半径越大, 价电子数越少,金属键越弱。原子半径越小,价电子数越多,金属键越强。 2.金属键对金属性质的影响 (1)金属键越强,金属熔、沸点越高。 (2)金属键越强,金属硬度越大。 (3)金属键越强,金属越难失电子,一般金属性越弱。如Na的金属键强于K, 则Na比K难失电子,金属性Na比K弱。 (4)金属键越强,金属原子的电离能越大。 3.含金属键的物质 金属单质及其合金。
成键 微粒
金属阳离子和“自由电子”
实质 金属键本质是一种电性作用
特征
(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.金属键与金属性质 (1)金属不透明,具有金属光泽。 当可见光照射到固态金属表面上时,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。
第2章 第2课时 配位键、金属键
01 基础落实•必备知识全过关
内
容
02 重难探究•能力素养全提升
索
引
03 学以致用•随堂检测全达标
1.通过掌握金属键的含义,能用金属键理论解释金属的某些性
素 质,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
养 目
2.通过了解配合物的成键情况,能够通过实验探究配合物的制
标 备,并了解配合物的应用,培养科学探究与创新意识的化学核
应用体验 【典例2】下列关于金属的叙述不正确的是( ) A.金属键是金属阳离子和“自由电子”这两种带异性电荷的微粒间的强烈 相互作用,其实质也是一种静电作用 B.金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用,所 以与共价键类似也有方向性和饱和性 C.金属键是带异性电荷的金属阳离子和“自由电子”间的相互作用,故金属 键无饱和性和方向性 D.构成金属的“自由电子”在整个金属内部的三维空间中做自由运动
(2)上述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,氮原 子一方提供孤电子对,H+具有能够接受孤电子对的空轨道。 (3)配位键的定义及表示方法。 ①定义:成键原子一方提供孤电子对,另一方具有能够接受孤电子对的 空轨道。 ②表示方法:配位键常用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。
③NH3分子与Cu2+配位可以制得[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,进行溶解、沉淀或萃取操作来达到分离提纯、分析检测等目的。
重难探究•能力素养全提升
探究1 配位键与配合物
问题探究 1.将氯化铜固体溶于水并稀释时,你会看到怎样的现象?为什么? 提示 氯化铜溶于水并稀释时,颜色会出现棕黄、变绿、再变蓝的过程。 当大量氯化铜溶于少量水时,由于水分子少,氯离子多,铜离子主要以 [CuCl4]2-的形式存在,[CuCl4]2-为黄色;同样,在稀氯化铜溶液中,由于氯离子 少,水分子多,铜离子主要以水合铜离子[Cu(H2O)4]2+的形式存 在,[Cu(H2O)4]2+为蓝色。所以很浓的氯化铜溶液为黄绿色,浓氯化铜溶液 为绿色,稀氯化铜溶液呈蓝色。所以,氯化铜固体溶于水并加水稀释会出现 黄、绿、蓝的变化过程。
答案 B 解析 金属键没有共价键所具有的方向性和饱和性。
变式训练2-1下列生活中的问题,不能用金属键理论知识解释的是( ) A.用铁制品做炊具 B.用金属铝制成导线 C.用铂金做首饰 D.铁易生锈 答案 D 解析 用铁制品做炊具主要利用金属的导热性;用金属铝制成导线利用金属 的导电性;用铂金做首饰利用金属的延展性;三者均能用金属键理论解释。 铁易生锈与原子的还原性以及所处的周围介质的酸碱性有关。
2.Fe3+在溶液中显示黄色的原因是什么? 提示 Fe3+水解并与OH-配位,生成了[Fe(OH)(H2O)5]2+,从而使溶液显示黄色。
3.向0.1 mol·L-1的AgNO3溶液中逐滴加入浓氨水,你会看到怎样的现象?你 会得到什么样的结论? 提示 开始产生白色沉淀,继续滴加氨水,白色沉淀消失。分析可知开始滴 加氨水时生成白色沉淀AgOH,继续滴加氨水,又生成可溶性的 [Ag(NH3)2]OH。
学以致用•随堂检测全达标
2.配合物的组成 配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如下图所示:
(1)中心原子或离子:提供空轨道,常见的是过渡金属的原子或离子,如Fe、 Ni、Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等。
(2)配体:含有孤电子对的分子或阴离子。 ①分子:如H2O、NH3、CO等; ②阴离子:如X-(Cl-、Br-、I-)、OH-、SCN-、CN-、RCOO-、C2O42-、PO43- 等。 配体中直接同中心离子(或原子)配合的原子,叫配位原子。配位原子必须 是含有孤电子对的原子,如NH3中的N原子,H2O分子中的O原子,配位原子 常为ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的原子。 (3)配位数:直接与中心原子或离子配位的原子或离子的数目。如 [Fe(CN)6]4-中Fe2+的配位数为6。 (4)配离子的电荷数:等于中心原子或离子和配体总电荷数的代数和,如 [Co(NH3)5Cl]n+中的n=2。
②Cu(OH)2+2OH-== [Cu(OH)4]2-。 结论:配合物的配体不同,配合物的颜色深浅不同。
5.配合物[Cu(NH3)4]SO4中含有的化学键类型有哪些? 提示 配合物[Cu(NH3)4]SO4中含有的化学键有离子键、极性共价键、配位 键。
归纳拓展
1.配位键的实质 配位键实质是一种特殊的共价键,配位键和普通共价键只是在形成过程中 有所不同,配位键的共用电子对由成键原子一方提供,普通共价键的共用电 子对由成键原子双方共同提供,但实质都是成键原子双方共用,如N H4+ 中的 四个N—H键完全等同。
【微思考】配位键是共价键吗?用SCN-检验Fe3+的原理是什么?
提示 配位键中共用电子对是由成键原子一方提供而不是由双方共同提供 的,是一种特殊的共价键。SCN-能以不同的比例通过配位键与Fe3+结合生 成[Feபைடு நூலகம்SCN)n]3-n(n=1~6)而呈现血红色。
二、金属键
1.金属键及其实质
定义 金属中金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用
4.向含有等浓度的Cu2+溶液中,分别逐滴加入氨水和NaOH溶液直至过量, 你会看到怎样的现象?你获得了什么结论?
提示 滴加氨水时,先看到生成蓝色沉淀,继续加氨水,沉淀溶解,最后变为蓝 色透明溶液。反应的离子方程式是: ①Cu2++2NH3·H2O==Cu(OH)2↓+2NH4+; ②Cu(OH)2+4NH3·H2O== [Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。 滴加氢氧化钠溶液时,会看到少量的时候生成蓝色沉淀,过量的时候可以看 到先生成蓝色沉淀后又溶解,溶解后溶液呈现蓝色,但是与氨水反应最终所 得溶液的蓝色更深。 反应的离子方程式是:①Cu2++2OH-==Cu(OH)2↓
2.下列关于化学键的叙述中,正确的是( ) A.金属晶体内部都有“自由电子”,都存在金属键 B.因为离子键无方向性,故阴、阳离子的排列是没有规律的、随意的 C.配合物[Cu(NH3)4]Cl2的配位数是6 D.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
答案 A 解析 金属晶体是由金属阳离子和“自由电子”构成的,都存在金属键,A项正 确;为了使物质的能量最低,体系最稳定,阴、阳离子的排列也是有规律的, 不是随意的,B项错误;C项中该配合物的配位数是4,而不是6,C项错误;金属 键是金属阳离子和“自由电子”之间强的相互作用,既有金属阳离子和“自由 电子”之间的静电吸引作用,也存在金属阳离子之间和“自由电子”之间的静 电排斥作用,D项错误。