11 第2章 第3节 离子键、配位键与金属键-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版2019 双选）

第3节　离子键、配位键与金属键 [素养发展目标]　1.结合常见的离子化合物的实例，认识离子键的本质。　2.知道配位键的特点，认识简单的配位化合物的成键特征，了解配位化合物的存在与应用。　3.知道金属键的特点与金属某些性质的关系。 一、离子键 概念 阴、阳离子通过①静电作用形成的化学键 成键微粒 ②阴、阳离子 成键元素 一般为活泼金属元素与活泼非金属元素 形成过程 实质 离子键的实质是③静电作用，它包括阴、阳离子之间的静电引力和两原子核及它们的电子之间的斥力 特征 ④无方向性和饱和性 二、配位键 1．配位键的形成 (1)配位键 ①概念：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。 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 2．配合物的制备与应用 (1)配合物的制备 实验目的：制备简单的配合物，体验配合物的应用。 实验用品：0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，0.1 mol·L－1 CuSO4溶液，1 mol·L－1盐酸，1 mol·L－1硝酸，1 mol·L－1 NaCl溶液，1 mol·L－1 NaOH溶液，浓氨水，10%葡萄糖溶液，氯化铜固体，氯化铁固体，硝酸铁固体，蒸馏水；试管，胶头滴管。 实验方案设计与实施 实验任务 实验过程与现象 结论 探究氯化铜固体在溶解并稀释过程中所发生的变化 先在试管中滴入一定量的水，将少量氯化铜固体加入试管中溶解，观察其颜色为黄绿色，然后用胶头滴管逐渐向试管中滴加蒸馏水，试管中的颜色逐渐由黄绿色变成绿色，最后变成蓝色。 开始溶解时，由于氯离子浓度较大，铜离子主要以[CuCl4]2－的形式存在，所以溶液显示黄绿色，随着蒸馏水的量的逐渐增加，发生反应[CuCl4]2－＋4H2O[Cu(H2O)4]2＋＋4Cl－；导致平衡正向移动，铜离子主要以[Cu(H2O)4]2＋的形式存在，溶液显蓝色。 学生用书↓第36页 分别以氯化铁和硝酸铁为原料，探究Fe3＋溶液显颜色的原因 取两支试管，分别将硝酸铁和氯化铁溶解在1 mol·L－1的硝酸和1 mol·L－1盐酸中，然后用胶头滴管分别向两支试管中加水，观察颜色变化。 硝酸铁溶液溶于水后三价铁与氢氧根发生配位使溶液呈黄色。继续向其中加入水后，逐渐生成[Fe(H2O)6]3＋，变无色；氯化铁溶液开始显示黄色生成配离子[FeCl4]－，加入水后，使反应[FeCl4]－＋6H2O⇌[Fe(H2O)6]3＋＋4Cl－平衡正向移动，颜色逐渐变浅直到呈现无色。 续表 实验任务 实验过程与现象 结论 制备[Ag(NH3)2]＋并用于与葡萄糖反应得到银镜 取一支试管向其中加入0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，再向其中加入浓氨水，直至产生的沉淀恰好溶解时为止。然后向其中加入10%葡萄糖溶液，加热、观察现象。 一开始产生白色沉淀，然后继续滴加浓氨水，白色沉淀溶解。向其中加入10%葡萄糖，加热，试管内壁产生光亮的银镜。 对比Cu2＋与氨水和OH－反应的差异 取两支试管，各加入少量0.1 mol/L CuSO4溶液，分别向其中加入过量的浓氨水和过量1 mol·L－1 NaOH溶液，观察发生的现象，然后比较二者颜色的差异。 二者均是一开始产生蓝色沉淀，后来蓝色沉淀逐渐溶解，直至完全消失，溶液均呈现蓝色，但是[Cu(NH3)4]2＋呈现的蓝色颜色更深。 (2)配合物的应用 三、金属键 1．概念及特征 概念 金属中①金属阳离子和“②自由电子”之间的强的相互作用 实质 金属键本质是一种③电性作用 特征 (1)金属键④无方向性和饱和性 (2)金属键中的电子在整个三维空间里运动，属于⑤整块固态金属 2．金属性质 金属不透明，具有金属光泽及良好的导电性、导热性和⑥延展性，这些性质都与⑦金属键密切相关。 性质 用金属键理论解释 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 良好的 导电性 金属导线分别接到金属的正、负极时，有了电势差，固态金属中的“自由电子”沿着导线由电源的负极向正极流动而形成电流 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，把能量由高温处传向低温处 1．下列关于离子键的说法正确的是(　　) A．溶于水后所得溶液中含有金属阳离子和酸根阴离子的物质中一定含有离子键 B．形成离子键时离子间的静电作用指的是静电引力 C．形成离子键时，离子半径越大，离子键就越强 D．非金属元素组成的物质也可以含离子键 D　[AlCl3溶于水后得到Al3＋和Cl－，但在AlCl3中只存在共价键，A项错误；形成离子键时，离子间的静电作用既有静电引力也有静电斥力，B项错误；形成离子键时，离子半径越小，离子键越强，C项错误；活泼金属和活泼非金属元素原子间易形成离子键，但由非金属元素组成的物质也可含离子键，如铵盐，D项正确。] 2．已知CuCl2溶液中[Cu(H2O),(蓝色)4]2＋(aq)＋4Cl－(aq)  [CuCl4],(黄色)2－(aq)＋4H2O(l)　ΔH＞0。下列叙述不正确的是(　　) 学生用书↓第37页 A．加热CuCl2溶液，溶液颜色由蓝变黄 B．稀释CuCl2溶液，溶液颜色由蓝变黄 C．[Cu(H2O)4]2＋中提供孤电子对的成键原子为O原子 D．[CuCl4]2－中Cu2＋与Cl－之间形成的化学键为配位键 B　[该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，溶液由蓝色变为黄色，故A正确；加水稀释时，平衡向逆反应方向移动，溶液由黄色变为蓝色，故B错误；四水合铜离子中，铜离子提供空轨道，水分子中氧原子提供孤电子对，铜离子与氧原子形成配位键，故C正确；四氯合铜离子中，铜离子提供空轨道，氯离子提供孤电子对，铜离子与氯离子形成配位键，故D正确。] 3．物质结构理论指出：金属晶体中金属阳离子与“自由电子”之间强烈的相互作用，叫金属键。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，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法错误的是(　　) A．镁的硬度大于铝　　　　 B．镁的熔点高于钙 C．镁的硬度大于钾 D．钙的熔点高于钾 A　[根据题目所给条件：镁和铝的电子层数相同，价电子数：Al>Mg，离子半径：Al3+<Mg2+，Al的硬度大于镁；镁、钙最外层电子数相同，但离子半径：Ca2+>Mg2+，金属键Mg强于Ca；用以上比较方法可推出：价电子数：Mg>K，离子半径：Mg2+<Ca2+<K＋，金属键：Mg>K，硬度：Mg>K；钙和钾位于同一周期，价电子数：Ca>K，离子半径：K＋>Ca2+，金属键：Ca>K，熔点：Ca>K。] 探究一　常见化学键的区别与联系 铁触媒是合成氨工业中的主要催化剂，在500 ℃时活性最大。合成氨工业中普遍使用的主要是以铁为主体的多成分催化剂。合成氨反应中CO易与铁触媒作用导致其失去催化活性：Fe＋5CO===Fe(CO)5，该现象称为催化剂中毒；除去CO的反应的化学方程式为[Cu(NH3)2]OOCCH3＋CO＋NH3===[Cu(NH3)3(CO)]OOCCH3。 1．金属铁中所含有的化学键是哪一种？形成这种化学键的微粒是什么？ 提示：金属铁中含有的化学键是金属键，金属阳离子与自由电子形成金属键。 2．一氧化碳中碳原子与氧原子之间形成的化学键是哪一种？ 提示：一氧化碳中碳原子与氧原子形成共价键。 3．用[Cu(NH3)2]OOCCH3除去CO的反应中，形成了哪一种化学键？ 提示：[Cu(NH3)2]OOCCH3与CO、NH3反应生成[Cu(NH3)3(CO)]OOCCH3的过程中形成了配位键。 常见化学键的比较 化学键 共价键 配位键 离子键 金属键 概念 原子间通过共用电子对形成的化学键 由一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的化学键 阴、阳离子间通过静电作用形成的化学键 金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用 成键 方式 通过形成共用电子对达到稳定结构 通过得失电子达到稳定结构 许多金属阳离子共用许多自由电子 特征 有方向性和饱和性 有方向性和饱和性 无方向性和饱和性 无方向性和饱和性 成键 微粒 原子 原子、离子 阴、阳离子 金属阳离子、自由电子 成键 性质 电性作用 电性作用 静电作用 电性作用 形成 条件 一般电负性相差小于1.7的元素原子之间 一方具有空轨道的原子或离子与另一方具有孤电子对的原子、分子或离子 一般电负性相差大于1.7的元素原子之间 金属单质或合金 形成 物质 非金属单质或共价化合物、部分离子化合物 配合物 离子化合物 金属、合金 学生用书↓第38页 1．(2022·海南海口琼山中学高二检测)在下列物质中：①CO2、②KCl、③CaBr2、④O2、⑤NH4Cl、⑥Ca(OH)2、⑦N2、⑧HBr、⑨NH3、⑩Na2O2、⑪金属铜。请用序号回答下列问题： (1)只有非极性键的是____________。 (2)只有极性键的是____________。 (3)只有离子键的是____________。 (4)既有离子键，又有非极性键的是____________。 (5)既有离子键，又有极性键的是____________。 (6)属于离子化合物的是____________。 (7)属于共价化合物的是____________。 (8)含有配位键的物质是____________，含有金属键的物质是________。 解析：　一般电负性差值大于1.7的较活泼的金属元素与较活泼的非金属元素之间易形成离子化合物。铵盐为离子化合物且含有配位键；Na2O2为离子化合物，含有非极性键。 答案：　(1)④⑦　(2)①⑧⑨　(3)②③　(4)⑩　(5)⑤⑥　(6)②③⑤⑥⑩　(7)①⑧⑨　(8)⑤　⑪ 探究二　配位化合物 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===AgOH↓＋NH， AgOH＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋OH－。 2．利用化学平衡移动原理解释配离子是如何形成的？ 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]＋配离子，且配离子很稳定，促使以上平衡右移，AgOH逐渐溶解。 3．[Ag(NH3)2]＋中哪一个提供孤电子对，哪一个提供空轨道？ 提示：在二氨合银离子中氨分子提供孤电子对，银离子提供空轨道。 1．配合物的组成 配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如图所示： (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：提供孤电子对的原子、离子或分子，如H2O、NH3、CO、X－(X＝F、Cl、Br、I)、OH－、SCN－、CN－等。 (3)配位数：直接与中心原子或离子配位的原子或离子数目。如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为6。 (4)内界和外界：配合物分为内界和外界，其中配离子称为内界，与内界发生电性匹配的阳离子或阴离子称为外界，外界和内界以离子键相结合。 2．配合物溶于水的电离情况 配合物中外界离子能电离出来，而内界离子不能电离出来，通过实验及数据可以确定内界和外界离子的个数，从而可以确定其配离子、中心离子和配体。 学生用书↓第39页 2．[Co(NH3)5Cl]Cl2是一种紫红色的晶体，下列说法中正确的是(　　) A．配体是Cl－和NH3，配位数是8 B．中心离子是Co2＋，配离子是Cl－ C．内界和外界中Cl－的数目比是1∶2 D．加入足量的AgNO3溶液，所有Cl－一定被完全沉淀 C　[配位数不包括外界离子，故[Co(NH3)5Cl]Cl2中配体是Cl－和NH3，配位数是6，A错误；Co3＋为中心离子，配离子是[Co(NH3)5Cl]2＋，B错误；[Co(NH3)5Cl]Cl2中内界是[Co(NH3)5Cl]2＋，外界是Cl－，内界和外界中Cl－的数目比是1∶2，C正确；加入足量的AgNO3溶液，内界Cl－不沉淀，D错误。] 1．下列有关金属键的叙述错误的是(　　) A．金属能导热是因为自由电子自身与金属阳离子发生碰撞实现的 B．金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用 C．金属键中的电子属于整个金属 D．金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关 B　[金属键是金属阳离子和自由电子之间强烈的相互作用，既有金属阳离子和自由电子间的静电吸引作用，也存在金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用。] 2．下列叙述正确的是(　　) A．带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键 B．金属元素和非金属元素化合时不一定形成离子键 C．原子最外层只有1个电子的主族元素与卤素所形成的化学键一定是离子键 D．非金属元素形成的化合物中不可能含有离子键 B　[离子键的本质是阴、阳离子之间的静电作用，静电作用包括静电引力和静电斥力，A错误；活泼金属与活泼非金属容易形成离子键，一般当成键原子所属元素的电负性差值小于1.7时，原子间不易形成离子键，如AlCl3和BeCl2中金属与非金属原子间形成的是共价键，B正确；原子最外层只有1个电子的主族元素包括H元素和碱金属元素，H元素与卤素形成共价键，碱金属元素与卤素形成离子键，C错误；由非金属元素形成的化合物中可能含有离子键，如铵盐中NH与阴离子形成离子键，D错误。] 3．下列微粒中含配位键的是(　　) ①N2H　②CH4　③OH－　④NH　⑤Fe(CO)3 ⑥Fe(SCN)3　⑦H3O＋　⑧[Ag(NH3)2]OH A．①②④⑦⑧　　　　　 B．③④⑤⑥⑦ C．①④⑤⑥⑦⑧ D．全部 C　[形成配位键的条件是一个原子(或离子)有孤电子对，另一个原子(或离子)有空轨道。在②CH4、③OH－中，无空轨道不含配位键。] 4．Cu2＋能与NH3、H2O、OH－、Cl－等形成配位数为4的配合物。 (1)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Na2[Cu(OH)4]。 ①画出配离子[Cu(OH)4]2－中的配位键________。 ②Na2[Cu(OH)4]中除了配位键外，还存在的化学键类型有________(填字母)。 A．离子键 B．金属键 C．极性共价键 D．非极性共价键 (2)金属铜与氨水或过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液发生反应：Cu＋ H2O2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4 ]2＋＋2OH－＋4H2O。其原因是_________________ ________________________________________________________________________。 (3)Cu2＋可以与乙二胺(H2N—CH2CH2—NH2)形成配离子： ①H、O、N三种元素的电负性从大到小的顺序为____________。 ②乙二胺分子中N原子成键时采取的杂化类型是____________。 解析：　(1)①Cu2＋含有空轨道，OH－含有孤电子对，可形成配位键，配离子[Cu(OH)4]2－中1个Cu2＋与4个OH－形成配位键，可表示为；②Na2[Cu(OH)4]为离子化合物，含有离子键，并且O—H为极性共价键，故选AC。 (2)过氧化氢可氧化Cu生成Cu2＋，进而与氨分子形成配位键，两者相互促进使反应进行。(3)①同周期元素，从左到右元素的电负性逐渐增强，则O>N，H的电负性最弱，则有O>N>H；②乙二胺分子中N原子形成3个σ键，还有1对孤电子对，为sp3杂化。 答案：　(1)①　②AC　(2)过氧化氢为氧化剂，将Cu氧化为Cu2＋，氨分子与Cu2＋形成配位键，两者相互促进使反应进行 (3)①O>N>H　②sp3 课时作业(十)　离子键、配位键与金属键 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、选择题(本小题共8小题，每小题只有一个选项符合题意) 1．下列关于离子键的说法中错误的是(　　) A．离子键没有方向性和饱和性 B．含有离子键的化合物不一定含有金属元素 C．形成离子键时离子间的静电作用包括静电吸引和静电斥力 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 D　[铵盐中存在离子键，但没有金属元素，B项正确；离子键无饱和性，体现在一种离子周围可以尽可能多地吸引带异性电荷的离子，但也不是任意的，因为这个数目还要受两种离子的半径比(即空间条件是否允许)和个数比的影响，D项错误。] 2．下列各种说法中错误的是(　　) A．配位键是一种特殊的共价键 B．NH4NO3、H2SO4都含有配位键 C．共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子 D．形成配位键的条件是一方有空轨道，一方有孤电子对 C　[配位键是一种特殊的共价键，A正确；NH4NO3、H2SO4中的NH、SO含有配位键，B正确；配位键是成键的两个原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道，D正确。] 3．下列关于配位化合物的叙述中不正确的是(　　) A．配位化合物中必定存在配位键 B．配位化合物中只有配位键 C．[Cu(H2O)4]2＋中的Cu2＋提供空轨道，H2O中的O原子提供孤电子对，两者结合形成配位键 D．配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛的应用 B　[配位化合物中一定含有配位键，但也含有其他化学键；Cu2＋提供空轨道，H2O中的O原子提供孤电子对，两者结合形成配位键。] 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 A　[CaCl2和Na2S是典型的离子化合物，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是离子化合物，只含有离子键；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。] 5．现有Ti3＋的配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，其中配离子[TiCl(H2O)5]2＋中含有的化学键类型分别是(　　) A．离子键、配位键 B．非极性共价键、配位键 C．极性共价键、非极性共价键 D．极性共价键、配位键 D　[配离子[TiCl(H2O)5]2＋中含有非金属原子之间的极性共价键以及配位键，其中钛元素的配体是H2O、Cl－。] 6．下列有关叙述中正确的是(　　) A．任何固体中，若含有阳离子也一定含有阴离子 B．金属键越强，则该金属的熔点越低 C．将铁制品做成炊具，金属键没有被破坏 D．常温下，金属单质都以固态形式存在 C　[金属晶体由金属阳离子和自由电子构成，无阴离子，A错误；金属键越强，则该金属的熔点越高，B错误；将铁制品做成炊具，没有发生化学变化，金属键没有被破坏，C正确；常温下，金属汞是液体，D错误。] 7．反应2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O可用于制备N2H4，下列说法正确的是(　　) A．NH3是非极性分子 B．NaCl的电子式为 C．NaClO既含离子键又含共价键 D．N2H4中N原子采取sp2杂化 C　[NH3中N原子的价电子对数是4，N原子上有1对孤电子对，所以NH3是三角锥形分子，分子中正负电荷重心不重合，因此该物质分子是极性分子，A错误；NaCl是离子化合物，Na＋与Cl－之间以离子键结合，故NaCl的电子式为，B错误；盐NaClO是离子化合物，Na＋与ClO－之间以离子键结合，在阴离子ClO－中Cl原子与O原子之间以共价键结合，故NaClO中既含离子键又含共价键，C正确；N2H4中N原子形成3个共用电子对，N原子上还有1对孤电子对，价电子对数是4，所以N原子采取sp3杂化，D错误。] 8．下列各组元素的所有组合中，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 C　[A、B项都含活泼金属元素，所有元素组合只能形成离子化合物，D项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项中的N元素，它既可与H元素组成NH，又可与O元素组成NO，所以既可形成离子化合物NH4NO3，又可形成共价化合物HNO3。] 二、选择题(本题包括4小题，每小题只有一个或两个选项符合题意) 9．Co3＋的八面体配合物CoClm·nNH3如图所示，其中数字处的小圆圈表示NH3分子或Cl－，Co3＋位于八面体的中心。若1 mol配合物与AgNO3作用生成2 mol AgCl沉淀，则n的值是(　　) A．2 B．3 C．4 D．5 D　[由1 mol配合物生成2 mol AgCl可知，1 mol配合物电离出2 mol Cl－，即配离子显＋2价，外界有2个Cl－。因为Co显＋3价，所以[CoClm－2·nNH3]2＋中有1个Cl－，又因为该配合物的空间结构是八面体，所以n＝6－1＝5。] 10．由一种阳离子与两种酸根离子组成的盐称为混盐。向混盐CaOCl2中加入足量浓硫酸，可发生反应：CaOCl2＋H2SO4(浓)===CaSO4＋Cl2↑＋H2O。下列说法错误的是(NA表示阿伏加德罗常数)(　　) A．浓硫酸体现氧化性与酸性 B．1 mol混盐CaOCl2中含有3NA个离子 C．混盐CaOCl2中既含离子键又含共价键 D．每产生1 mol氯气，转移电子数为NA A　[CaOCl2＋H2SO4(浓)===CaSO4＋Cl2↑＋H2O，硫酸中没有元素化合价变化，故浓硫酸只体现酸性，故A错误；CaOCl2中含有1个Ca2＋、1个Cl－、1个ClO－，故1 mol混盐CaOCl2中含有3NA个离子，故B正确；Ca2＋和阴离子之间是离子键，Cl—O键是共价键，故C正确；Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，每产生1 mol氯气，转移电子数为NA，故D正确。] 11．下列叙述错误的是(　　) A．离子键有方向性和饱和性 B．两种不同的非金属元素可以组成离子化合物 C．配位键是由成键双方各提供一个电子形成共用电子对 D．金属键的实质是金属中的自由电子与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用 AC　[离子键无方向性与饱和性，故A错误；N和H这两种非金属元素可以形成离子化合物NH5，即NH4H，其电子式为，B项正确；配位键中的共用电子对是由某一成键原子单方面提供的，C项错误。] 12．硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．Xm－的化学式为(H4B4O9)2－ B．硼原子轨道的杂化类型有sp2、sp3 C．配位键存在于4、6原子之间 D．硼砂晶体中有离子键、配位键两种化学键 AB　[观察模型，1、3、5、6代表氧原子，2、4代表B原子，可知Xm－是(H4B4O9)m－，依据化合价H为＋1，B为＋3，O为－2，可得m＝2，则Xm－的化学式为(H4B4O9)2－，故A正确；根据图知，B原子价电子对数是3的采用sp2杂化、是4的采用sp3杂化，故B正确；含有空轨道的原子和含有孤电子对的原子之间易形成配位键，B原子含有空轨道、O原子含有孤电子对，4、5(或5、4)原子之间存在配位键，故C错误；硼砂晶体中有离子键、配位键和极性共价键三种化学键，故D错误。] 三、非选择题(本题包括3小题) 13．已知X、Y、Z、W四种元素是短周期的元素，且原子序数依次增大。X、W同主族，Y、Z为同周期的相邻元素。W是该元素所在周期原子半径最大的元素，W原子的质子数等于Y、Z原子的最外层电子数之和。Y与X形成的分子中有3个共价键，该分子中含有10个电子。Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，试判断： (1)X、Z两种元素的元素符号：X为____，Z为____。 (2)由以上元素两两形成的化合物中：溶于水显碱性的气态氢化物的电子式为________。 (3)①由X、Y、Z所形成的常见离子化合物是___________________________(写化学式)； ②该化合物与W的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液加热时反应的离子方程式为_____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________； ③化合物WY3的晶体结构中含有的化学键为____(填字母)； A．只含离子键 B．只含共价键 C．既含离子键又含共价键 ④X与W形成的化合物与水反应时，水作______(填“氧化剂”或“还原剂”)。 解析：　X、Y、Z、W是元素周期表中四个短周期的元素，且原子序数依次增大。Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，则Z有2个电子层，最外层电子数为6，故Z为O元素；Y、Z为同周期的相邻元素，原子序数Y小于Z，故Y为N元素；W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和，故W的质子数为5＋6＝11，故W为Na元素；X、W同主族，Y与X形成的分子中有3个共价键，该分子中含有10个电子，故X为H元素。由分析可知：X为H元素、Y为N元素、Z为O元素、W为Na元素。 (1)由上述分析可知，X为H元素、Z为O元素。 (2)由以上元素中两两形成的化合物中：溶于水显碱性的气态氢化物为NH3，其电子式为。 (3)①由H、N、O所形成的常见离子化合物是NH4NO3；②W为Na元素，Na元素的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液为浓NaOH，硝酸铵与浓NaOH溶液加热时反应生成硝酸钠、氨气和水，离子方程式为NH＋OH－NH3↑ ＋H2O；③化合物WY3的晶体为NaN3，NaN3中既含有离子键又含有共价键；④H与Na形成的化合物为NaH，将该化合物溶于水，发生反应生成氢氧化钠与氢气，反应化学方程式为NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，其中水中氢元素化合价降低，水作氧化剂。 答案：　(1)H　O　(2) (3)①NH4NO3　②NH＋OH－NH3↑＋H2O　③C　④氧化剂 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的电子式是__________________，该化合物是由________键形成的。 (2)Na3N与盐酸反应生成________种盐，其电子式是____________________。 (3)Na3N与水的反应属于________反应，反应的化学方程式为_________________。 (4)比较Na3N中两种微粒的半径r(Na＋)____r(N3－)(填“>”、“＝”或“<”)。 解析：　(1)N原子最外层有5个电子，非金属性比较强，Na最外层只有1个电子，金属性强，Na与N可形成离子键。 (2)Na3N＋4HCl===3NaCl＋NH4Cl (3)Na3N＋3H2O===3NaOH＋NH3↑，应属于复分解反应(或水解反应)。 (4)Na＋和N3－核外电子排布相同，核电荷数越多，对外层电子的引力越强，微粒半径越小，则r(Na＋)<r(N3－)。 答案：　(1) (2) (3)复分解(或水解) Na3N＋3H2O===3NaOH＋NH3↑ (4)< 15．金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。 (1)下列关于金属及金属键的说法正确的是　　　　（填字母）。 a．金属键具有方向性与饱和性 b．金属键是金属阳离子与“自由电子”间的相互作用 c．金属导电是因为在外加电场作用下产生“自由电子” d．金属具有光泽，是因为金属阳离子吸收并放出可见光 (2)Ni是元素周期表中第28号元素，第2周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是________。 (3)过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n＝________。CO与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为________。 (4)甲醛(H2CO)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内C原子的杂化方式为____杂化，甲醇分子内的O—C—H键角______(填“大于”、“等于”或“小于”)甲醛分子内的O==C—H键角。 解析：(1)a项，金属键是金属阳离子和“自由电子”之间的相互作用，“自由电子”属于整块固态金属，不具有方向性和饱和性；c项，金属导电是因为在外加电场作用下，“自由电子”的定向移动；d项，金属具有光泽的原因是固态金属中有“自由电子”，能吸收所有频率的光并很快放出。(2)Ni的价电子排布式为3d84s2，未成对电子数为2，第2周期未成对电子数为2的元素有C和O，同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则电负性：C<O，故该元素为碳。(3)配合物Ni(CO)n中由CO提供孤电子对，Ni的价电子数为10，则由CO提供的电子数为8，n＝4。N2和CO为等电子体，故分子内存在三键，一个σ键和两个π键。(4)甲醇中碳原子形成四个σ键，碳原子采取sp3杂化。甲醇中O—C—H的键角接近109.5°，甲醛中碳原子为sp2杂化，OC—H的键角为120°。 答案：　(1)b　(2)C(碳)　(3)4　1∶2　(4)sp3　小于 学生用书↓第40页 学科网（北京）股份有限公司 $$