内容正文:
第三课时 金属键
新知探究——金属键
1.金属键及其实质
(1)概念
金属中金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用。
(2)本质
金属阳离子和“自由电子”之间的电性作用。
(3)特征
①没有方向性和饱和性。
②金属键中的电子在整个三维空间运动,属于整块固态金属。
(4)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
[微点拨] ①有金属光泽的单质不一定是金属单质,如单晶硅、晶体碘也有金属光泽。②金属有导电性,但能导电的物质不一定是金属,如石墨、硅、能导电的有机高分子化合物等。③温度升高,金属阳离子的振动频率和“自由电子”的无序运动增强,金属导电能力减弱;电解质溶液中,阴、阳离子随溶液温度升高,运动速率加快,导电能力增强。
[题点多维训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)金属键具有方向性和饱和性。 (×)
(2)金属键是金属阳离子与“自由电子”间的相互作用。 (√)
(3)金属导电是因为在外加电场作用下产生“自由电子”。 (×)
(4)金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光。 (×)
(5)金属单质中均含有金属键,常温下均为固体。 (×)
2.下列生活中的问题,不能用金属键理论知识解释的是 ( )
A.用铁制品做炊具 B.铁易生锈
C.用铂金做首饰 D.金属铝制成导线
解析:选B 用铁制品做炊具是利用了金属的导热性,金属容易导热是因为自由电子在运动时与金属离子碰撞而引起热传递进行能量交换,能用金属键理论解释,故A不符合题意;铁易生锈,是由于其易失去电子,与金属键无关,故B符合题意;用铂金做首饰是因为有金属光泽,金属有金属光泽是因为自由电子能够吸收可见光,能用金属键理论解释,故C不符合题意;金属铝制成导线是利用金属的导电性,金属中存在金属阳离子和自由移动的电子,当给金属通电时,自由电子发生定向移动产生电流而导电,能用金属键理论解释,故D不符合题意。
3.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.金属的物理性质和金属固体的形成都与金属键有关
解析:选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。
4.物质结构理论推出:金属键越强,其金属的硬度越大,熔、沸点越高。且研究表明,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,由此判断下列说法错误的是 ( )
A.硬度:Mg>Al B.熔点:Mg>Ca
C.硬度:Mg>K D.熔点:Ca>K
解析:选A 根据题目所给信息,镁、铝原子的电子层数相同,价电子数:Al>Mg,原子半径:Al<Mg,故硬度:Mg<Al。
命题热点——化学键的比较与判断
1.化学键的比较
类型
比较
离子键
共价键
金属键
非极性键
极性键
配位键
本质
阴、阳离子间通过静电作用形成
相邻原子间通过共用电子对(电子云重叠)所形成的相互作用
金属阳离子与“自由电子”间的相互作用
成键条件
(元素种类)
成键原子的得、失电子能力差别很大(活泼金属元素与活泼非金属元素之间)
成键原子得、失电子能力相同(同种非金属元素之间)
成键原子得、失电子能力差别较小(不同种非金属元素之间)
成键原子一方有孤电子对(配体),另一方有空轨道(中心原子或离子)
同种金属或不同金属(合金)
特征
无方向性和饱和性
有方向性、饱和性
无方向性和饱和性
存在
离子化合物
非金属单质(如
H2),共价化合物(如H2O2),某些离子化合物(如Na2O2)
共价化合物(如
HCl),某些离子化合物(如NaOH)
离子化合物(NH4Cl),配位化合物如
[Cu(NH3)4]SO4
金属单质或合金
影响强弱
因素
一般阴、阳离子电荷越多,半径越小,离子键越强
成键原子电负性差值越大,键的极性越强;键能越大,键长越短,共价键越牢固
—
金属原子半径越小,价电子数越多,金属键越强
2.化学键类型的判断方法
(1)离子键由阴、阳离子形成,存在于离子化合物中。
(2)一般共价键的成键微粒是原子,主要存在于非金属单质、共价化合物、某些离子化合物中;配位键是一种特殊的共价键,是由具有空轨道的原子或离子和具有孤电子对的分子或离子形成的,主要存在于配合物、铵盐中。
(3)金属键由金属阳离子和“自由电子”形成,存在于金属单质或合金中。
[题点多维训练]
1.下列物质中都存在离子键、极性键和配位键的是 ( )
A.过氧化钠、硫酸四氨合铜、氢化钠
B.硝酸铵、氢氧化二氨合银、氯化铵
C.氯化氢、氢氧化钠、氢氧化钡
D.氯化铵、过氧化氢、过氧化钙
解析:选B A项,Na2O2中含离子键和非极性键,[Cu(NH3)4]SO4中含离子键、极性键和配位键,NaH中只含离子键,错误;B项,三种物质中都含离子键、极性键和配位键,正确;C项,HCl中含极性键,NaOH中含离子键和极性键,Ba(OH)2中含离子键和极性键,错误;D项,NH4Cl中含离子键、极性键和配位键,H2O2中含极性键和非极性键,CaO2中含离子键和非极性键,错误。
2.NH4ClO4可用作火箭推进剂,也可用于制造烟火,人工防冰雹的药剂。下列有关叙述不正确的是 ( )
A.N和Cl都是正四面体结构
B.高氯酸铵中只含有离子键
C.高氯酸铵中既有离子键又有共价键,同时还有配位键
D.高氯酸铵中阴、阳离子的个数比为1∶1
解析:选B 高氯酸铵中存在N和Cl,N、Cl中心原子均是sp3杂化,都是正四面体结构,其中:Cl中存在共价键,N中存在共价键和配位键;在NH4ClO4中,Cl和N微粒个数比为1∶1。
3.下列叙述中错误的是 ( )
A.离子键没有方向性和饱和性,而共价键有方向性和饱和性
B.非金属元素间也可以形成离子化合物
C.配位键在形成时,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
解析:选C 离子的电荷分布通常被看作是球形对称的,因此一种离子对带异性电荷离子的吸引与其所处的方向无关;每个离子也将尽可能多地吸引异性电荷排列在其周围,故离子键无方向性和饱和性,但共价键具有方向性和饱和性,故A正确;非金属元素间也可以形成离子化合物,如NH4Cl、NH4NO3等,故B正确;配位键中一方提供孤电子对而另一方提供空轨道,故C错误;金属键是化学键,是自由电子与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用,故D正确。
4.回答下列问题。
(1)下列金属的金属键最强的是 (填字母)。
A.Na B.Mg C.K D.Ca
(2)有下列物质:
A.NaOH B.Na2O
C.NH4Cl D.Na2O2
E.Ni(CO)4 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存在着配位键的化合物是 。
⑤含键的类型最多的是 。
解析:(1)金属原子半径越小,价电子数越多,金属键越强,四种金属中价电子数最多且半径最小的是Mg,故金属镁的金属键最强
答案:(1)B (2)①B ②AC ③D ④CE ⑤C
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