2.3.1离子键和金属键 课件-2024-2025学年高二下学期化学鲁科版（2019）选择性必修2

第3节 离子键与金属键 选择性必修二 第2章 微粒间相互作用与物质性质 LOGO 离子键 1. 概念：阴、阳离子通过静电作用而形成的化学键叫做离子键 2. 成键粒子：阴、阳离子 3. 成键本质：阴、阳离子之间的静电作用（静电吸引和静电排斥） 4. 成键原因： ①原子相互得失电子形成稳定的阴阳离子 ②离子间吸引与排斥处于平衡状态 ③体系的总能量降低 5. 条件：活泼金属（IA、ⅡA）与活泼非金属（ⅥA、ⅦA） 一般而言，电负性较大的非金属元素的原子容易获得电子形成阴离子，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。 一般，当成键原子所属元素的电负性的差值大于1.7时，原子间可以形成离子键。 LOGO 2 离子键 6. 存在： 离子键存在于离子化合物中：大多数盐、强碱、活泼金属氧化物(过氧化物如Na2O2、氢化物如 NaH )和铵盐等。 7. 影响离子键强弱的因素： r2 q+q- F = k 离子电荷、离子半径是影响离子键强弱的重要因素。阴、阳离子所带的电荷越多，离子半径越小(核间距越小)，静电作用越强，离子键越强。 意义：吸收的能量越多，晶格能越大，表示离子间作用力越强，离子晶体越稳定。 离子晶体的晶格能：将1mol离子晶体完全气化为气态阴、阳离子所吸收的能量。 NaCl (s) = Na+ (g) + Cl- (g) U = 787kJ/mol LOGO 3 离子键 物质 NaCl KCl CsCl MgO CaO 熔点/K 1074 1049 918 3125 2845 判断Al2O3与NaCl的熔点，并解释原因。 阴、阳离子所带的电荷越多，离子半径越小(核间距越小)， 离子键越强，离子化合物的熔、沸点越高 【练习】下列离子键最强的是（ ） A KCl B CaCl2 C MgO D Na2O C LOGO 4 离子键 无方向性： 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，因此一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关。 8. 离子键的特征： 一种离子可以对不同方向的带异性电荷离子产生吸引作用。 Na+ Cl- Cl- Na+ Na+ Na+ Cl- Cl- Na+ Cl- Na+ Na+ Cl- Cl- Na+ Cl- Na+ Cl- Na+ Cl- Cl- Na+ Na+ Na+ Cl- Cl- Na+ 氯化钠晶体的结构 1个氯离子同时受6个钠离子共同吸引 1个钠离子同时受6氯离子个共同吸引 LOGO 5 离子键 无饱和性： 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。 8. 离子键的特征： 1个氯离子同时吸引6个钠离子 1个钠离子同时吸引6个氯离子 每个Cs+同时吸引8个 Cl- 每个Cl-同时吸引8个Cs+ 阴、阳离子半径比值的不同，使得离子周围所能容纳的带异性电荷离子的数目不同 LOGO 6 离子键 为什么从 AgCl到 Agl，实测键长与离子半径之和的差距在逐渐增大，难溶性随之增加?这些变化的本质原因是什么? 离子极化 LOGO 7 离子键 从表面上看，卤化银是由带正电荷的Ag＋和带负电荷的X－通过离子键结合形成的，应当是离子化合物，但实际上并非如此。这是因为，基本上呈球形对称的离子本身所带有的电荷会形成一个电场。在相互的电场作用下，阴、阳离子中的电子分布会发生相对偏移。这种在电场的作用下产生的离子中电子分布发生偏移的现象称为离子极化。离子极化可能导致阴、阳离子的外层轨道发生重叠，从而使得许多离子键不同程度地显示共价性，继而导致键长缩短、键能增加，甚至出现键型变异。 对于卤素阴离子而言，从F－到I－半径增大，在具有较强极化能力的Ag＋的极化下，AgX的键型由离子键(AgF)向共价键过渡，AgI已成为以共价键为主的结构，因而从AgF到AgI，卤化物的性质发生了一定的变化。 LOGO 8 离子键 (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(　　) × √ × × × × × LOGO 9 联想质疑 通过实验测知，将1 mol Cu、1 mol Fe、1mol W转变成气态原子，需吸收的能量分别为 306.7 kJ、340.2 kJ和 824.0 kJ，因此金属铜、金属铁、金属钨的熔点分别高达1083℃、1 538℃和3422℃。这说明由金属元素的原子构成的金属单质内存在一种强烈的相互作用。那么，为什么金属元素的原子之间会产生如此强的相互作用?这种相互作用的实质又是什么? Ti 金属的通性：金属光泽、导电性、导热性、延展性等 金属为什么具有这些共同性质呢? LOGO 10 金属键 金属元素的电负性和电离能较小，金属原子的价电子容易脱离原子核的束缚，成为“自由电子”，在金属原子失去电子所形成的阳离子之间“自由”运动。与阳离子相互作用使得体系能量降低。 LOGO 11 金属键 1.定义： 金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用。 2.组成： 金属阳离子和自由电子。 3.实质： 电性作用——特殊形式的共价键 4.特征： （1）无方向性和饱和性 （2）电子在整个三维空间运动，属于整块固态金属 金属键可以看成是由许多个原子共用许多个电子形成的，所以有人将金属键视为一种特殊形式的共价键。 LOGO 12 金属键 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。 5. 金属键与金属性质： LOGO 13 金属键 ②金属具有良好的延展性 金属键没有方向性，当金属受到外力作用时，金属原子间发生相对滑动而不会破坏金属键，金属发生形变但不会断裂，故金属具有良好的延展性。 5. 金属键与金属性质： LOGO 14 金属键 ③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，使金属表现出导电性。 5. 金属键与金属性质： 外加电场 ④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，使整块金属表现出导热性。 LOGO 15 金属键 充满电子的能带称为满带 部分填充电子的能带称为导带 没有填充电子的能带称为空带 各能带之间的间隔不能填充电子而称为禁带 能带理论能很好地解释金属的性能，成为研究金属结构的主要工具。 LOGO 16 金属键 6. 影响金属键强弱因素 ①离子带电荷数 ②金属阳离子半径 取决于 半径越小，键越强 带电荷数越多，键越强 同主族元素从上到下原子半径依次增大，金属键依次减弱 同周期元素从左到右价电子数增大，原子半径依次减小，金属键依次增强 金属阳离子半径越小，所带电荷越多，自由电子越多，金属键越强，熔点就相应越高，硬度也越大。 单位体积内的自由电子数 LOGO 17 金属之最 熔点最低的金属是-------- 汞 [-38.87℃] 熔点最高的金属是-------- 钨 [3410℃] 密度最小的金属是-------- 锂 [0.53g/cm3] 密度最大的金属是-------- 锇 [22.57g/cm3] 硬度最小的金属是-------- 铯 [0.2] 硬度最大的金属是-------- 铬 [9.0] 最活泼的金属是---------- 铯 最稳定的金属是---------- 金 延性最好的金属是-------- 铂[铂丝直径： mm] 展性最好的金属是-------- 金[金箔厚： mm] LOGO 18 练习 (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”(　　) × √ × √ × 1、下列关于金属晶体的叙述正确的是(　　) A．常温下，金属单质都以金属晶体形式存在 B．金属晶体的熔点都很高，硬度都很大 C．钙的熔点、沸点高于钾 D．温度越高，金属的导电性越好 C LOGO 19 练习 2、下列关于金属键的叙述中，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、构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动 B LOGO 20 练习 3、下列叙述正确的是(　　 ) A.金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是由于金属离子之间有较强的作用 B.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 C.金属是借助金属离子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分 D.[Cu(H2O)4]2＋中的Cu2＋提供空轨道，H2O中的O原子提供孤对电子形成配位键 D LOGO 21 练习 1、比较FeO与Fe2O3的熔点，并解释原因。 FeO小于Fe2O3，Fe2+半径比Fe3+大，所带电荷小，FeO微粒间的离子键较弱，熔点较低。 2、解释CaO的熔点大于NaCl。 3、比较金属Na与K的熔点，并解释原因。 4、解释金属Na的熔点小于Ba CaO中离子所带电荷数多于NaCl，所以CaO的离子键强，熔点较高。 Na大于K，钠离子的半径小于钾离子半径，单位体积内自由电子数多，金属键较强，熔点较高。 钡离子所带电荷比钠离子多，金属键较强，熔点较高。 LOGO 22 6.(2024山东济宁一中月考)下列分子中既含σ键又含π键的化合物是(　　) A.N2　 B.C3H8　 C.C2H6O　 D.CO2 7.(2024天津第四十七中月考)具有下列电子排布式的原子中,不能形成π键的是(　　) A.1s22s22p63s23p4   B.1s22s22p3 C.1s22s22p63s1   D.1s22s22p2 共价键习题 D C LOGO 23 共价键习题 D LOGO 24 共价键习题 C LOGO 25 共价键习题 3 LOGO 26 共价键习题 BD A LOGO 27 共价键习题 D LOGO 28 共价键习题 C LOGO 29 共价键习题 D LOGO 30 共价键习题 C LOGO 31 $$