第二章_第3节_离子键、配位键和金属键[选修3]鲁科版

第3节 离子键、配位键和金属键银光闪闪的精美银器会令居室内熠熤生辉，玲珑晶莹的银制饰物也会让你变的光彩照人。

你当然应清楚：之所以有这么多不同的银制品来装点人类的生活，原因是金属银是可以被改变形状的，可以被压成薄片，也可以被拉成细丝。

构成金属银的微粒能发生相对滑动但又不容易被分开而断使银断裂。

说明微粒之间存在着较强的相互作用力，这就是金属键。

金属键是化学键的一种。

这一节我们主要来学习几种重要的化学键。

一、离子键：1、定义：阴、阳离子间通过静电作用而形成的化学键2、离子键的形成条件：成键原子所属元素的电负性差值越大，原子间越容易发生电子得失。

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。

如：电负性较小的金属元素的原子容易失去价电子形成阳离子，电负性较大的非金属元素的原子容易得电子形成阴离子。

当这两种原子相互接近到一定程度时，容易发生电子得失而形成阴、阳离子。

镁与氧气在通电情况下生成氧化镁，同时发出强光。

在这一反应过程中，镁原子失去两个电子成为Mg 2+，氧分子中的每个原子得到两个电子成为O 2-，带正电的Mg 2+和带负电的O 2-通过静电作用形成稳定的离子化合物----氧化镁。

以NaCl 为例说明离子键的形成过程：【例1】现有七种元素的原子,其结构特点见下表：原子 a b c d e f g M 层电子数12 345 67元素的原子可以形成离子键的是（ ）（双选）A.a 和bB.a 和fC.d 和gD.b 和g总结：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。

一般来说，活泼的金属元素（ⅠA 、ⅡA ）和活泼的非金属元素（ⅥA 、ⅦA ）易形成离子键。

3、离子键的实质（1）实质：离子键的实质阴阳离子之间的静电作用。

（2）静电引力：根据库仑定律，阴、阳离子间的静电引力（F ）与阳离子所带电荷（q +）和阴离子所带电荷（q -）的乘积 成正比，与阴、阳离子的核间距离（r ）的平方成反比。

2rq kq F -+=（k 为比例系数） （3）静电斥力：阴、阳离子中都有带负电荷的电子和带正电荷的原子核，除了异性电荷间的吸引力外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间同性电荷所产生的排斥力。

总结：静电作用力，是由原子得失电子后形成的阴阳离子间的静电作用而形成的。

包括静电引力（阴阳离子之间的异性电荷吸引）和静电斥力（阴阳离子的原子核、核外电子之间的斥力）。

当静电作用中同时存在的引力和斥力达到平衡时，体系的能量最低，形成稳定的离子化合物。

【例2】下列说法中正确的是（）A.两个原子或多个原子之间的相互作用叫做化学键B.阴、阳离子通过静电引力而形成的化学键叫做离子键C.只有金属原子和非金属原子化合时才能形成离子键D.大多数的盐、碱和低价金属氧化物中含有离子键4、离子键的特征（1）特征：离子键没有方向性和饱合性。

（2）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，因此一种离了对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关。

例如，在氯化钠晶体Na+可从不同方向吸引六个Cl-；同样，Cl-也可从不同方向吸引六个带正电荷的Na+。

因此，相对于共价键而言，离子键是没有方向性的。

（3）没有饱合性的原因：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。

总结：在氯化钠晶体中，每个离子周围可吸引六个带异性电荷的离子，而在氯化铯晶体中，每个离子周围可吸引八个带异性电荷的离子。

所以离子键不具有饱和性只是相对的。

【例3】列关于离子键的特征的叙述中,正确的是（）A.一种离子对带异性电荷离子的吸引作用也其所处的方向无关，故离子键无方向性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.因为氯化钠的化学式是NaCl，故每个Na+周围吸引一个Cl-D.因为离子键无饱和性，故一种离子周围可以吸引任意多个带异性电荷的离子5、离子键的影响因素：离子键强弱的影响因素有离子半径的大小的离子所带电荷的多少，既离子半径越小，所带电荷越多，离子键就越强。

【例4】下列物质中的离子键最强的是（）A、KClB、CaCl2C、MgOD、Na2O总结：含离子键的化合物都是离子化合物。

离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键。

如：MgO、NaF只含离子键；NaOH、NH4Cl既含有离子键，又含有共价键。

共价化合物中只有共价键。

【例5】下列各组化合物中，化学键类型都相同的是（）（双选）A、CaCl2和Na2SB、Na2O和Na2O2C、CO2和CS2D、HCl和NaOH二、配位键1、配位键的定义：由一方提供孤对电子，，另一方提供具有接受孤对电子的空轨道而形成的特殊的共价键叫配位键。

如：氨分子中，氮原子的三个未成对电子，分别与一个氢原子的电子配对形成一个共价键。

氮原子上还有一对没有与其他原子共用的电子----孤对电子，而H+是氢原子失去一个电子所形成的，它的ls轨道是空的。

当氨分子与H+相互接近到一定程度时，氨分子中的孤对电子所在的轨道将与H+的ls空轨道重叠，使得孤对电子主要在重叠区域中运动，即这一对电子为氮原子和氢原子共用，从而形成了一种新的化学键，这种化学键叫做配位键。

氨分子与H+之间是以配位键结合成铵离子（NH4+）的，在形成NH4+后，其中的四个氮氢键的性质变得完全相同了。

2、配位键的实质：配位键的实质是一种特殊的共价键。

但形成配位键的共用电子是由一方提供，不是由双方共同提供的。

3、形成条件：形成配位键的一方（如A）是能够提供孤对电子电子的原子，另一方（如B）是具有能够接受孤对电子的空轨道的原子。

表示方法：配位键常用符号A→B表示。

总结：①成键条件比较：共价键中成键的双方是电负性相同或电负性相差较小的非金属元素，离子键电负性相差较大的金属元素和非金属元素，在配位键中成键原子一方能提供孤对电子，另一方具有能够接受孤对电子的空轨道，形成配位键的共用电子由一方提供而不是双方共同提供。

【例6】以下微粒含配位键的是：①N2H5+②CH4③OH- ④NH4+ ⑤Fe(CO)3 ⑥Fe(SCN)3⑦H3O+ ⑧Ag(NH3)2OHA、①②④⑦⑧B、③④⑤⑥⑦C、①④⑤⑥⑦⑧D、全部三、金属键与金属特性1.金属键及其实质（1）定义：金属离子与自由电子之间的强烈的相互作用。

（2）实质：金属原子的部分或全部外围电子受原子核的束缚比较弱，外围电子容易脱离原子核束缚形成自由电子,与金属阳离子形成强烈的相互作用,本质上也是一种静电作用。

（3）特点：金属键没有方向性和饱和性。

总结：金属键是在多个电子和多个金属离子之间形成，而电子是可以在三维空间自由移动的，所以金属键既没有饱和性也没有方向性。

金属键中的电子在整个三维空间运动，属于整个金属。

这一点不同于共价键中的电子对。

【例7】下列关于金属的叙述中，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，其实质与离子键类似，也是一种电性作用。

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、影响金属键的强弱的因素：主要因素是金属元素的原子半径和单位体积内自由电子的数目等。

①一般而言，金属元素的原子半径越大，金属键逐渐减弱。

②单位体积内自由电子的数目越多，金属键就强，【例8】下列物质的金属键最强的是（）A、NaB、MgC、KD、Ca总结：金属键的强弱与金属价电子数多少有关，价电子数越多金属键越强，与金属阳离子的半径大小也有关，金属阳离子半径越大，金属键越弱。

3、金属特性（1）金属具有导电性：金属内部自由电子的运动不具有方向性，在外电场的作用下，自由电子在金属内部会发生定向移动，从而形成电流。

（2）金属具有导热性：通过自由电子的运动与金属离子的碰撞把能量从温度高的区域传到温度低的区域，从而使整块金属达到同样温度。

（3）延展性：在金属内部，金属离子与自由电子之间的作用没有方向性。

当金属受到外力作用时，金属原子之间能发生相对滑动，而各层原子之间仍然保持金属键的作用。

总结：可以用金属导热性、导电性与金属阳离子的碰撞来解释金属导热性及升温导电性降低的原理。

二综合探究一、离子键成键的主要原因是什么？什么微粒可以形成离子键？推断离子键成键的主要原因，先要分析各种物质最外层电子数的特点，知道哪类物质容易失去最外层电子而使次外层达8个电子稳定结构，哪类物质易获得电子而使最外层达8电子稳定结构。

这两类物质化合时，电子如何转移，分别形成阴离子还是阳离子，阴、阳离子如何作用形成离子键。

活泼金属最外层电子数少于4个，容易失去最外层电子而使次外层达8个电子稳定结构；活泼非金属最外层电子数多于4个，易获得电子而使最外层达8电子稳定结构。

两者化合时，通过电子的转移形成结构相对稳定、电性相反的阴、阳离子，阴、阳离子因电性相反之间有强烈的静电作用，形成离子键。

阴、阳离子是形成离子键必不可少的微粒，缺一不可。

如MgCl2中含Mg2+、Cl-，KAl(SO4)2·12H2O中含K+、Al3+、SO42-及H2O分子，可见，离子化合物中含阴、阳离子至少各1种，且不一定不含分子。

二、配位键和配位化合物的结构是怎样的？1、配合物是由提供孤电子对的配体与接受孤电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物。

2、配合物的结构：配合物一般由内界和外界两部分组成，内界与外界之间通过离子键结合，完全电离。

结构如下图：中心原子：提供空轨道，接受孤电子对。

通常是过渡金属的原子或离子。

配位体：在配离子或配分子内与中心离子或原子结合的负离子或中性分子叫配位体，如NH3等。

配位原子：配位体中具有孤对电子的直接与中心离子结合的原子叫配位原子。

常见的配位原子有N、O、S。

配位数：与中心离子或原子直接结合的配位原子的个数叫中心离子的配位数。

3、常见配合物的空间结构配位数配合单元的空间结构实例2 直线型[Ag(NH3)2]+3 平面三角形[CuCl3]2-4四面体[Zn(NH3)4]2+ 平面正方形[Ni(CN)4]2-注意：明矾KAl(SO4)2·12H2O、铬钾矾KCr(SO4)2·12H2O的晶体和水溶液都不含复杂离子，是复盐。

三典题例析【例1】下列离子化合物的电子式中，正确的是（）【例2】下列关于金属的叙述中，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。