2.3.1 离子键与金属键 （课件）-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修2 （鲁科版2019，京粤闽皖豫宁陕）

第2章　第3节 第1课时　离子键与金属键 1.知道离子键的形成、概念、实质及特征。 2.了解金属键的概念及其实质，能够用金属键理论解释金属的物理特性。 核心素养 发展目标 一、离子键 二、金属键 课时对点练 内容索引 3 离子键 一 概念 阴、阳离子之间通过 形成的化学键 成键微粒 阴、阳离子 形成条件 成键原子所属元素的电负性差值 ，原子之间越容易得失电子而形成离子键 成键元素 一般为活泼的金属元素和活泼的非金属元素 形成过程   静电作用 越大 阳离子 阴离子 实质 阴、阳离子之间的 ，包括 和_________ 特征 _____方向性和 饱和性 静电作用 静电引力 静电斥力 没有 没有 影响因素：离子半径越小，所带电荷越多，离子键就越强。 应用体验 1.正误判断 (1)离子键是阴、阳离子间的静电引力 (2)含离子键的化合物一定是离子化合物 (3)离子键无饱和性和方向性，故一种离子周围可以吸引任意多个带异性电荷的离子 (4)全部由非金属元素组成的化合物中一定不存在离子键 (5)任何离子键在形成过程中必定有电子的得失 (6)离子化合物中一定不存在共价键 (7)金属元素和非金属元素之间一定形成离子键 × √ × × × × × 应用体验 2.下列物质中离子键最强的是 A.KCl B.CaCl2 C.MgO D.Na2O √ 离子键的强弱与离子本身所带电荷数的多少和离子半径的大小有关，离子半径越小，所带电荷数越多，离子键越强。根据题给物质分析可知，Mg2＋带两个单位正电荷，且半径最小，在阴离子中，O2－带两个单位负电荷，且半径比Cl－的小，故MgO中离子键最强。 应用体验 3.具有下列电子排布的原子中最难形成离子键的是 A.1s22s22p2 B.1s22s22p5 C.1s22s22p63s2 D.1s22s22p63s1 √ A为C元素，B为F元素，C为Mg元素，D为Na元素，则只有碳元素既难失电子，又难得电子，不易形成离子键。 应用体验 4.下列各组化合物中，化学键类型都相同的是 A.CaCl2和Na2S B.Na2O和Na2O2 C.CH4和NaH D.HCl和NaOH √ CaCl2和Na2S均是离子化合物，只含有离子键；Na2O只含有离子键，Na2O2中既含有离子键又含有非极性共价键；CH4是共价化合物，只含有共价键，NaH只含有离子键，是离子化合物；HCl中只含有共价键，NaOH是离子化合物，既含有离子键又含有极性共价键。 应用体验 5.(1)下列五种物质：①He　②CO2　③NaBr　④Na2O2　⑤Na2CO3。 只含共价键的是_____(填序号，下同)；只含离子键的是_____；既含极性共价键又含离子键的是_____；既含非极性共价键又含离子键的是_____；不存在化学键的是____。 He中无化学键，CO2中只有共价键，NaBr中只有离子键，Na2CO3中既有极性共价键又有离子键，Na2O2中既有非极性共价键又有离子键。 ② ③ ⑤ ④ ① 应用体验 (2)在下列变化中：①NaHSO4熔化　②HCl溶于水　③NaBr溶于水　④I2升华　⑤NH4Cl受热。 未发生化学键破坏的是_____；仅发生离子键破坏的是________；仅发生共价键破坏的是_____；既发生离子键破坏又发生共价键破坏的是______。 NaHSO4熔化、NaBr溶于水只破坏离子键，HCl溶于水只破坏共价键，I2升华时化学键未发生变化，NH4Cl受热分解，离子键、共价键均被破坏。 ④ ①③ ② ⑤ 返回 二 金属键 1.金属键及其实质 (1)概念：金属中 和“ ”之间的强的相互作用。 (2)成键微粒： 和“ ”。 (3)本质：金属阳离子和“自由电子”之间的 。 (4)特征 ①没有 性和 性。 ②金属键中的电子在整个三维空间运动，属于 。 金属阳离子 自由电子 金属阳离子 自由电子 电性作用 方向 饱和 整块固态金属 (5)金属键的强弱判断 一般来说，金属键的强弱主要取决于金属原子的半径和价电子数。原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱；反之越强。金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。 2.金属键与金属性质 自由电子 吸收 电 流 降低 金属阳离子 应用体验 1.正误判断 (1)金属具有光泽与金属中有“自由电子”有关 (2)能导电的单质一定是金属单质 (3)金属单质中均含有金属键，常温下均为固体 (4)金属键是金属阳离子与“自由电子”间的相互作用 (5)金属导电是因为在外加电场作用下产生“自由电子” √ × × √ × 应用体验 2.金属的下列性质中，与“自由电子”无关的是 A.延展性好 B.容易导电 C.密度大小 D.易导热 √ 在金属内部，金属阳离子与“自由电子”间的相互作用没有方向性，如果金属发生形变，“自由电子”仍可以在金属阳离子之间自由运动，使金属不易断裂，故A与“自由电子”有关； 在外加电场的作用下，“自由电子”的定向移动使金属容易导电，故B与“自由电子”有关； 密度大小取决于原子之间的距离、原子的大小和质量等，故C与“自由电子”无关； 温度高的区域“自由电子”的能量增加，运动速率加快，与金属阳离子的碰撞频率增加，“自由电子”把能量传递给金属阳离子，从而使能量从温度高的部分传递给温度低的部分，故D与“自由电子”有关。 应用体验 3.下列物质的熔点依次升高的是 A.Mg、Na、K B.Na、Mg、Al C.Na、Rb、Ca D.铝、铝硅合金 √ A项中Mg、Na、K的半径依次增大，Mg的价电子数比K、Na的多，故熔点：Mg>Na>K； 同理分析，B项正确； C项中各物质熔点的顺序应为Rb＜Na＜Ca； D项中各物质熔点的顺序为铝硅合金＜铝。 应用体验 4.回答下列问题： (1)研究表明，一般来说，金属阳离子半径越小，所带电荷数越多，则金属键越强。下列金属的金属键最强的是____(填字母)。 a.Na 　　b.Mg 　　c.K 　　 d.Ca 金属阳离子半径越小，金属价电子数越多，金属键越强，四种金属中阳离子电荷数最多而半径最小的是Mg2＋，故金属镁的金属键最强。 b 应用体验 (2)有下列物质： A.NaOH B.Na2O C.NH4Cl D.Na2O2 E.H2O2 F.CH4 ①只含离子键的化合物是_____(填字母，下同)。 ②含有极性键的离子化合物是_____。 ③含有非极性键的离子化合物是____。 ④含有非极性键的共价化合物是____。 ⑤仅有极性键的共价化合物是____。 B AC D E F 离子键是阴、阳离子间强烈的静电作用，存在于离子化合物中。一般共价键的成键微粒是原子，主要存在于非金属单质(稀有气体除外)、共价化合物、某些离子化合物中；同种非金属元素的原子之间形成非极性共价键，不同种非金属元素的原子之间形成极性键。 返回 课时对点练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 题组一　离子键的特征与判断 1.下列说法正确的是 A.含有金属元素的化合物一定是离子化合物 B.ⅠA族和ⅦA族元素的原子化合时，一定形成离子键 C.活泼金属元素与活泼非金属元素化合时，能形成离子键 D.完全由非金属元素形成的化合物，一定是共价化合物 √ 10 11 12 13 14 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 含有金属元素的化合物也可能是共价化合物，如AlCl3等，A不正确； H与Ⅶ A族元素的原子化合时形成共价键，B不正确； NH4Cl为离子化合物，D不正确。 2.下列说法正确的是 A.因为离子键无方向性，所以阴、阳离子的排列是没有规律的、随意的 B.通过共价键形成的分子，其原子最外层一定都达到8电子稳定结构 C.只含有共价键的物质在任何状态下都不导电 D.含有离子键的物质一定是离子化合物，但含有共价键的物质可能是离 　子化合物、共价化合物或单质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 离子键无方向性，但是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，A项错误； 通过共价键形成的分子，成键原子的最外层不一定都达到8电子稳定结构，如H2O分子中，H达到2电子稳定结构，B项错误； 有些共价化合物(如HCl等)在水溶液中能电离出离子而导电，C项错误。 3.下列各组所有元素的组合中，既可形成离子化合物，又可形成共价化合物的是 A.H、C、O、K B.H、Na、O、S C.H、N、O D.H、O、S √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 A、B都含活泼金属元素，所以元素组合只能形成离子化合物； D中全部为非金属元素，所有元素组合只能形成共价化合物，特殊的是C中的氮元素，它既可与氢元素组成　　，又可与氧元素组成　　，所以既可组成离子化合物NH4NO3，又可组成共价化合物HNO3。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 4.在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分。下列各对原子形成的化学键中共价键成分最少的是 A.Li、F B.Na、F C.Na、Cl D.Mg、O √ 题给四个选项中，Na与F的电负性差值最大，所以其共价键成分最少。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 题组二　金属键的本质 5.下列关于金属键的叙述不正确的是 A.金属键是金属阳离子和“自由电子”之间的强烈相互作用，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.构成金属键的“自由电子”在整个金属内部的三维空间中做自由运动 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 从基本构成微粒的性质看，金属键与离子键的实质都属于电性作用，特征都是无方向性和饱和性；“自由电子”是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属的所有阳离子所共有，从这个角度看，金属键与共价键有类似之处，但两者又有明显的不同，如金属键无方向性和饱和性。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 6.下列生活中的问题不能用金属键知识解释的是 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 √ 用铁制品做炊具主要是因为金属有导热性；用铝制成导线主要是因为金属有导电性；用铂金做首饰主要利用的是金属的延展性；以上均与金属键有关，而铁易生锈与铁的化学性质及周围介质有关。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 7.下列晶体中，金属阳离子与“自由电子”间的作用最强的是 A.Na　　 B.Mg C.Al　　 D.K √ Na、Mg、Al均位于第3周期，原子半径逐渐减小，价电子数目逐渐增多，所以金属键：Na＜Mg＜Al，而K和Na位于同一主族，且K的半径比Na的大，K的金属键比Na的弱。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 8.如图是金属晶体内部的金属键模型示意图，仔细观察并解释金属导电的原因 A.金属能导电是因为含有金属阳离子 B.金属能导电是因为含有的自由电子在外电 　场作用下做定向运动 C.金属能导电是因为含有电子且无规则运动 D.金属能导电是因为金属阳离子和自由电子的相互作用 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用下做定向运动，形成电流。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 9.物质结构理论提出：金属键越强，金属的硬度越大，熔、沸点越高。一般来说，金属阳离子半径越小，所带电荷越多，则金属键越强，由此判断下列说法错误的是 A.硬度：Mg>Al B.熔点：Be>Mg C.硬度：Mg>K D.熔点：Ca>K √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Mg、Al的电子层数相同，核电荷数大的离子半径小，价电子数：Al>Mg，离子半径：Al3＋<Mg2＋，所以Al的金属键强于Mg，Al的硬度大于Mg，A错误； 离子半径：Mg2＋<Na＋<K＋，所以Mg的金属键强于K，故硬度：Mg>K，C正确； Ca、K位于同一周期，价电子数：Ca>K，离子半径：K＋>Ca2＋，Ca的金属键强于K，故熔点：Ca>K，D正确。 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 10.下列关于离子键特征的叙述正确的是 ①离子键的实质是静电吸引　②因为氯化钠的化学式是NaCl，故每个Na＋周围吸引一个Cl－　③一种离子在各个方向上都可以与带相反电荷的离子发生静电作用，故离子键无方向性　④每个离子周围尽可能多地排列带异性电荷的离子，能够使体系的能量降低 A.①②③④ B.②④ C.①③ D.③④ √ 离子键的实质不仅仅是静电吸引，还包括静电斥力，①错误； NaCl仅仅表示氯化钠的组成是钠离子和氯离子按1∶1结合，并不是每个Na＋周围都吸引一个Cl－，事实上每个Na＋周围可吸引最邻近的6个Cl－，还能吸引更远的Cl－，②错误； 一种离子在各个方向上都可以与带相反电荷的离子发生静电作用，故离子键无方向性，③正确； 每个离子周围尽可能多地排列带异性电荷的离子，能够使体系的能量降低，④正确。 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 11.(2022·福建月考)下列反应过程中，同时有离子键、极性共价键和非极性共价键断裂和形成的反应是 A.NH4Cl　　　NH3↑＋HCl↑ B.2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 C.2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O D.CaC2＋2H2O===Ca(OH)2＋C2H2↑ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 NH4Cl　　　NH3↑＋HCl↑，反应物中有离子键和极性共价键的断裂，生成物中有极性共价键的形成，没有非极性共价键的断裂，没有离子键和非极性共价键的形成，A错误； Na2O2为含有非极性共价键的离子化合物，CO2中含有极性共价键，则反应物中有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂，碳酸钠中有离子键和极性共价键，氧气中有非极性共价键，所以同时有离子键、极性共价键、非极性共价键的形成，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 NaOH中含有离子键和极性共价键，Cl2中含有非极性共价键，则反应物中有离子键、非极性共价键和极性共价键的断裂，生成物中没有非极性共价键的形成，C错误； CaC2中有离子键的断裂，两个碳之间的非极性共价键没有断裂，H2O中有极性共价键的断裂，同时有离子键和极性共价键的形成，但没有非极性共价键的断裂与形成，D错误。 A.a与f——离子键——离子化合物 B.c与g——离子键——离子化合物 C.d与f——共价键——共价化合物 D.b与c——金属键——合金 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 12.下列各组元素的原子之间形成的化学键与物质对应关系不正确的是 √ 原子 a b c d e f g M层电子数 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 根据所给元素原子M层电子数可知，a为Na、b为Mg、c为Al、d为Si、e为P、f为S、g为Cl；c与g形成的AlCl3为共价化合物，B项错误。 原子 a b c d e f g M层电子数 1 2 3 4 5 6 7 13.NaF、NaI、MgO均为离子化合物，根据下列数据，判断这三种化合物熔点的高低顺序是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 物质 ①NaF ②NaI ③MgO 离子所带电荷数 1 1 2 离子核间距离/(×10－10 m) 2.31 3.18 2.10 A.①＞②＞③ B.③＞①＞② C.③＞②＞① D.②＞①＞③ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 一般来说，离子半径越小，离子所带电荷数越多，则离子键越强，离子化合物的熔点也越高；同时，离子核间距离越小，阴、阳离子之间的作用力越大，破坏化学键所需的能量就越高，离子化合物的熔点也越高。根据表中信息，题给三种化合物的熔点按③①②的顺序逐渐降低。 物质 ①NaF ②NaI ③MgO 离子所带电荷数 1 1 2 离子核间距离/(×10－10 m) 2.31 3.18 2.10 14.氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要的化合物，它与水作用可产生NH3。请回答下列问题： (1)Na3N的电子式为　　　　　　　，该化合物由______键形成。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 离子 根据Na3N的电子式可知，Na3N是由Na＋和N3－以离子键结合而成的。 51 (2)Na3N与水的反应属于____________(填基本反应类型)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 复分解反应 Na3N与水反应生成NaOH和NH3，该反应属于复分解反应。 (3)比较Na3N中两种粒子的半径：r(Na＋)____(填“>”“＝”或“<”)r(N3－)。 < Na＋和N3－的核外电子层结构相同，但Na＋的质子数大于N3－，故r(Na＋) <r(N3－)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15.锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题： ZnF2具有较高的熔点(872 ℃)，其化学键类型是________；ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是____________________________________________________________ ___________。 15 综合强化 离子键 ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主， 极性较小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 由ZnF2的熔点为872 ℃可知，ZnF2应为离子化合物，因此化学键类型为离子键。ZnF2为离子化合物，极性较大，不溶于有机溶剂；ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主，极性较小，能够溶于有机溶剂。 返回 NH NO $$null