第3節離子鍵、配位鍵與金屬鍵(基礎課)第2章微粒間相互作用與物質性質素養目標1．結合常見的離子化合物的實例，認識離子鍵的本質。2．知道配位鍵的特點，認識簡單的配位化合物的成鍵特征，了解配位化合物的存在與應用。能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題。3．知道金屬鍵的特點與金屬某些性質的關系。舊知回顧1．離子鍵和共價鍵的比較

離子鍵共價鍵非極性鍵極性鍵概念帶相反電荷離子之間的相互作用原子間通過共用電子形成的化學鍵舊知回顧

離子鍵共價鍵非極性鍵極性鍵成鍵粒子陰、陽離子原子成鍵實質陰、陽離子的靜電作用共用電子形成條件活潑金屬與活潑非金屬經電子得失形成離子鍵同種元素原子之間成鍵不同種元素原子之間成鍵舊知回顧2．離子鍵的存在：存在于離子化合物中，如活潑金屬氧化物、強堿、鹽(銨鹽)等。必備知識自主預習一、離子鍵1．離子鍵的形成(1)形成過程(2)實質：離子鍵的實質是________，它包括陰、陽離子之間的靜電引力和兩原子核及它們的電子之間的斥力。2．離子鍵的特征(1)離子鍵沒有方向性陰離子或陽離子可以對________的帶異性電荷的離子產生吸引作用，因此離子鍵沒有方向性。靜電作用不同方向(2)離子鍵沒有飽和性在離子化合物中，每個離子周圍最鄰近的帶異性電荷的離子數目的多少，取決于陰、陽離子的________。只要空間條件允許，陽離子將吸引盡可能多的陰離子排列在其周圍，陰離子也將吸引盡可能多的陽離子排列在其周圍。相對大小(3)離子極化在電場的作用下產生的離子中電子分布發生偏移的現象稱為離子極化。離子極化可能導致陰、陽離子的外層軌道發生重疊，使得許多離子鍵不同程度地顯示共價性，甚至出現鍵型變異。如AgF→AgCl→AgBr→AgI共價性依次增強，且AgI以共價鍵為主。想一想金屬元素與非金屬元素化合時一定形成離子鍵嗎？提示：不一定。金屬元素與非金屬元素也有可能形成共價鍵，如Al、Cl兩種元素以共價鍵形成AlCl3。二、配位鍵1．配位鍵的形成(1)配位鍵概念成鍵的兩個原子一方提供________，一方提供空軌道而形成的化學鍵形成條件及表示方法一方(如A)是能夠提供孤電子對的原子，另一方(如B)具有能夠接受孤電子對的空軌道。用符號A→B表示孤電子對(2)配位化合物(配合物)①概念：組成中含有配位鍵的物質。②組成

[Cu(NH3)4]2+＋2OH－

[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O(3)CuCl2固體溶于水顯示藍色，是由于Cu2+與H2O生成了水合銅離子Cu[(H2O)4]2+。(4)有些配合物顯現出特征顏色，從而可用于物質的檢驗。如用KSCN溶液檢驗Fe3+的存在：Fe3+＋nSCN－??[Fe(SCN)n]3-n(n＝1～6)。(5)利用金屬離子和與其配位的物質的性質不同，進行溶解、沉淀或萃取操作來達到分離提純、分析檢測等目的。練一練指出下列配離子的中心離子和配體。配離子中心離子配體[CuCl4]2-________________[FeCl4]－________________[Cu(H2O)4]2+________________[Fe(H2O)6]3+________________[Ag(NH3)2]＋________________[Cu(NH3)4]2+________________Cu2+Cl－Fe3+Cl－Cu2+H2OFe3+H2OAg＋NH3

Cu2+NH3三、金屬鍵1．金屬鍵及其實質概念金屬中“________”和__________之間的強的相互作用實質金屬鍵本質是一種________特征(1)金屬鍵無____性和____性(2)金屬鍵中的電子在整個三維空間里運動，屬于整塊固態金屬自由電子金屬陽離子電性作用方向飽和2．金屬鍵與金屬性質(1)金屬光澤當可見光照射到金屬表面上時，固態金屬中的“________”能夠吸收所有頻率的光并迅速釋放，使得金屬不透明并具有金屬光澤。(2)導電性金屬內部“自由電子”的運動不具有方向性，在外加電場的作用下，金屬晶體中的“自由電子”發生____移動而形成電流。自由電子定向(3)導熱性當金屬中存在溫度差時，不停運動著的“自由電子”通過自身與__________之間的碰撞，將能量由高溫處傳向低溫處。(4)金屬具有良好的延展性當金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發生相對滑動，但排列方式不變，金屬晶體中的化學鍵沒有被破壞。金屬陽離子判一判

(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)金屬鍵具有方向性和飽和性。 (

)(2)金屬鍵是金屬陽離子與“自由電子”間的強的相互作用。 (

)(3)金屬導電是因為在外加電場作用下產生“自由電子”。 (

)×√×關鍵能力情境探究[情境探究]如圖是氯化鈉的晶體結構模型。常見化學鍵的比較1．所有的化學鍵均有方向性和飽和性嗎？提示：共價鍵有方向性和飽和性，離子鍵和金屬鍵沒有方向性和飽和性。2．由于離子鍵沒有飽和性，在NaCl晶體中Na＋周圍的Cl－數目是任意數嗎？離Na＋最近的Cl－有幾個？提示：Na＋周圍的Cl－數目不是任意的；有6個。[歸納總結]常見化學鍵的比較化學鍵共價鍵配位鍵離子鍵金屬鍵概念原子間通過共用電子對形成的化學鍵由一方提供孤電子對，另一方提供空軌道形成的化學鍵陰、陽離子間通過靜電作用形成的化學鍵金屬陽離子與“自由電子”之間的強的相互作用化學鍵共價鍵配位鍵離子鍵金屬鍵成鍵方式通過形成共用電子對達到穩定結構通過得失電子達到穩定結構許多金屬陽離子共用許多自由電子特征有方向性和飽和性有方向性和飽和性無方向性和飽和性無方向性和飽和性化學鍵共價鍵配位鍵離子鍵金屬鍵成鍵微粒原子原子、離子、分子陰、陽離子金屬陽離子、自由電子形成條件一般電負性相差小于1.7的元素原子之間一方具有空軌道的原子或離子與另一方具有孤電子對的分子或離子一般電負性相差大于1.7的元素原子之間金屬單質或合金形成物質非金屬單質、共價化合物、部分離子化合物配合物離子化合物金屬、合金[能力達成]1．下列各組原子序數所對應的元素間可形成離子鍵的是(

)A．1和17

B．12和9C．14和6 D．15和8√B

[A項，對應的兩種元素分別為H和Cl，二者可形成共價鍵，不能形成離子鍵；B項，對應的兩種元素分別為Mg和F，二者可形成離子鍵；C項，對應的兩種元素分別為Si和C，二者可形成共價鍵，不能形成離子鍵；D項，對應的兩種元素分別為P和O，二者可形成共價鍵，不能形成離子鍵。]2．(雙選)BF3與一定量的水形成(H2O)2·BF3，一定條件下(H2O)2·BF3可發生如圖轉化，下列說法中正確的是(

)A．(H2O)2·BF3熔化后得到的物質屬于離子晶體B．(H2O)2·BF3分子之間存在著配位鍵和氫鍵C．H3O＋中氧原子為sp3雜化D．BF3是僅含極性共價鍵的非極性分子√√

3．三氟化氮(NF3)常溫下是一種無色無味的氣體，它由氨氣(NH3)和氟氣(F2)在一定條件下直接反應制得：4NH3＋3F2===NF3＋3NH4F。下列說法正確的是(

)A．做配體時，NF3比NH3更容易提供孤電子對B．NH4F中的化學鍵類型有離子鍵、非極性共價鍵、配位鍵C．N、H、F元素的電負性大小為N＞F＞HD．NH3和NF3的空間結構相同√

[情境探究]向AgNO3溶液中逐滴滴入氨水，現象是先生成白色沉淀，隨氨水的增加，沉淀逐漸溶解，生成了[Ag(NH3)2]＋。1．整個過程中發生了哪些反應？配合物的組成與性質

2．利用化學平衡移動原理解釋配離子是如何形成的？提示：AgOH水溶液中存在AgOH(s)??Ag＋(aq)＋OH－(aq)平衡，繼續滴入氨水時，NH3分子與Ag＋形成[Ag(NH3)2]＋配離子，且配離子很穩定，促使以上平衡右移，AgOH逐漸溶解。3．[Ag(NH3)2]＋中哪種微粒提供孤電子對，哪種微粒提供空軌道？它們在配離子組成中的名稱分別是什么？提示：氨分子提供孤電子對，銀離子提供空軌道；氨分子稱為配體，銀離子稱為中心離子。[歸納總結]1．配合物的組成配合物由中心原子或離子(提供空軌道)和配體(提供孤電子對)組成，分為內界和外界，以[Cu(NH3)4]SO4為例表示為

2．配合物的形成對性質的影響(1)溶解性的影響一些難溶于水的金屬氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以依次溶解于含過量的Cl－、Br－、I－、CN－和氨的溶液中，形成可溶性的配合物。(2)顏色的改變當簡單離子形成配離子時其性質往往有很大差異。顏色發生變化就是一種常見的現象，我們根據顏色的變化就可以判斷是否有配離子生成。如Fe3+與SCN－在溶液中可生成配位數為1～6的鐵的硫氰酸根配離子，這種配離子的顏色是紅色的，反應的離子方程式如下：Fe3+＋nSCN－??[Fe(SCN)n]3-n(n＝1～6)。(3)穩定性增強配合物具有一定的穩定性，配合物中的配位鍵越強，配合物越穩定。當作為中心原子的金屬離子相同時，配合物的穩定性與配體的性質有關。例如，血紅蛋白中的Fe2+與CO分子形成的配位鍵比Fe2+與O2分子形成的配位鍵強，因此血紅蛋白中的Fe2+與CO分子結合后，就很難再與O2分子結合，血紅蛋白失去輸送氧氣的功能，從而導致人體CO中毒。[能力達成]1．下列關于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的說法正確的是(

)A．配體為水分子，外界為Br－B．中心離子的配位數為6C．中心離子采取sp3雜化D．中心離子的化合價為＋2價√B

[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的配體為H2O、Br－，A不正確；中心離子的配體包括4個H2O和2個Br－，配位數為4＋2＝6，B正確；中心離子的價電子排布式為3d3，采取d2sp3雜化，C不正確；該化合物中共含有3個Br－，則中心離子的化合價為＋3價，D不正確。]2．(雙選)下列說法錯誤的是(

)A．KAl(SO4)2·12H2O屬于配合物B．配合物中的配體可以是分子也可以是陰離子C．配位數為4的配合物均為正四面體形結構D．[Cu(NH3)2]＋中的中心離子的配位數為2√√AC

[KAl(SO4)2·12H2O屬于一般化合物，不含配位鍵，所以KAl(SO4)2·12H2O不屬于配合物，A項錯誤；配合物是由中心原子或中心離子和圍繞它的稱為配體的分子或離子完全或部分由配位鍵結合形成的化合物，所以配合物中的配體可以是分子也可以是陰離子，B項正確；配位數為4的配合物，一般有平面四邊形和四面體形兩種不同的空間結構，C項錯誤；[Cu(NH3)2]＋中Cu＋的配位數為2，D項正確。][教材鏈接][教材化學與生命]在血液中，氧氣的輸送是由血紅蛋白來完成的。載氧前，血紅蛋白中Fe2+與卟啉環中的四個氮原子和蛋白質上咪唑環中的氮原子均通過配位鍵相連。此時，Fe2+沒有嵌入卟啉環平面，而是位于其上方約0.08nm處[圖2(a)]。載氧后，氧分子通過配位鍵與Fe2+連接，使Fe2+滑入卟啉環中[圖2(b)]。圖2載氧前與載氧后血紅蛋白中Fe2+的配位情況(1)根據生活常識分析CO和氧氣與Fe2+結合形成配位鍵能力的強弱。(2)配合物[Cu(NH3)4]SO4中含有的化學鍵類型有哪些？(3)NH3和BF3可以通過配位鍵形成NH3·BF3，試分析提供孤電子對、空軌道的分別是哪種原子？你能寫出NH3·BF3的結構式嗎？(4)配制銀氨溶液時，向AgNO3溶液中滴加氨水，先生成白色沉淀，后沉淀逐漸溶解，為什么？[答案]

(1)一氧化碳能導致人體因缺氧而中毒，說明一氧化碳能通過配位鍵與血紅蛋白中的Fe2+結合，并且結合能力比氧氣與Fe2+的結合能力強得多。(2)[Cu(NH3)4]SO4中含有的化學鍵有離子鍵、共價鍵和配位鍵。(3)N原子提供孤電子對，B原子提供空軌道，NH3·BF3的結構式可表示為

。

學習效果隨堂評估1．金屬的下列性質中與金屬晶體結構無關的是(

)A．導電性 B．化學反應中易失去電子C．延展性 D．硬度√2．(雙選)下列說法不正確的是(

)A．全部由非金屬元素組成的化合物一定不是離子化合物B．金屬元素與非金屬元素之間的化學鍵可能是離子鍵，也可能是共價鍵C．物質中有陽離子，則必定有陰離子D．物質中有陰離子，則必定有陽離子√√

3．配位鍵是一種常見的化學鍵，按要求完成下列問題：(1)含Ti3+的一種配合物的化學式為[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O，其配離子中含有的化學鍵類型有______________________________。(2)氨硼烷