内容正文:
第3节 离子键、配位键与金属键
课程内容标准
能运用离子键、配位键、金属键等模型,解释离子化合物、配合物、金属等物质的某些典型性质。
一、离子键
1.概念:阴、阳离子间通过静电作用而形成的化学键。
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.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。
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。
二、配位键
1.配位键
(1)定义:成键原子一方提供孤对电子,另一方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。
(2)表示方法:配位键常用符号A→B表示,其中A是提供孤对电子的原子,B是具有能够接受孤对电子的空轨道的原子。
(3)实例:NH的结构式(表示出配位键)可表示为,N原子杂化类型为sp3,NH中的配位键和其他三个N—H的键长和键能相等,NH的空间构型为正四面体形。
2.配位化合物
(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)与含有孤对电子的原子或离子(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+中氮原子的孤对电子进入Cu2+的空轨道, [Cu(NH3)4]2+可表示为。
(4)配合物的制备与应用
①Cu2+在水溶液中与水结合形成水合铜离子 [Cu(H2O)4]2+,从而使溶液显蓝色。
②外界条件的变化会影响配合物的存在形式。
③配合物在物质制备、尖端技术、医药科学、催化反应和材料化学领域应用广泛。
三、金属键
1.金属键及其实质
概念
金属中金属阳离子和“自由电子”之间存在的强的相互作用
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很快放出,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。
(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。
1.巧判断(对的打“√”,错的打“×”)
(1)配位键是一种电性作用。(√)
(2)配位键实质是一种共价键。(√)
(3)形成配位键的电子对由成键原子双方提供。(×)
(4)配位键具有饱和性和方向性。(√)
(5)金属键具有方向性和饱和性。(×)
(6)金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用。(√)
(7)金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子。(×)
(8)金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光。(×)
2.下列微粒中存在离子键、共价键和配位键的是( )
A.Na2O2 B.H3O+
C.NH4Cl D.NaOH
C [Na2O2中Na+与O之间以离子键结合,O内O与O之间以共价键结合;H3O+中有1个配位键;NH4Cl中NH与Cl-以离子键结合,NH中存在1个配位键;NaOH中Na+与OH-以离子键结合,OH-中O与H之间以共价键结合。]
3.完成下表:
物质
中心离子
配体
电子对给予体
电子对接受体
[Ag(NH3)2]OH
Na3[AlF6]
答案 Ag+ NH3 NH3 Ag+ Al3+ F- F- Al3+
学习任务一 常见的化学键
1.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。
2.离子键是通过阴、阳离子间的静电吸引形成的吗?
提示 不是。离子键是阴、阳离子通过静电作用形成的,这种静电作用是指阴、阳离子之间静电吸引力与电子和电子之间、原子核和原子核之间的排斥力处于平衡时的总效应。
3.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对电子,另一方提供空轨道形成的化学键。
1.常见化学键的比较