《配位键、金属键》参考课件

第2课时配位键、金属键1.知道金属键的含义,能用金属键理论解释金属的某些性质。认识宏观辨识与微观探析的化学核心素养。2.了解配合物的成键情况,能够通过实验探究配合物的制备,并了解配合物的应用,培养实验探究与创新意识的化学核心素养。必备知识正误判断一、配位键1.配位键的形成①氮原子与氢原子以共价键结合成NH3分子:必备知识正误判断(2)上述②中共价键的形成与①相比较的不同点:②中形成共价键时,氮原子一方提供孤电子对,H+具有能够接受孤电子对的空轨道。(3)配位键的定义及表示方法。①定义:成键原子一方提供孤电子对,另一方具有能够接受孤电子对的空轨道。②表示方法:配位键常用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。必备知识正误判断2.配合物的制取(1)配合物的形成。①定义:组成中含有配位键的物质称为配位化合物,简称配合物。②实例:a.CuCl2固体溶于水显示蓝色,是由于Cu2+与H2O生成了水合铜离子Cu[(H2O)4]2+;b.向硝酸银溶液中滴加浓氨水至过量,可以制得二氨合银离子[Ag(NH3)2]+;c.NH3分子与Cu2+配位可以制得[Cu(NH3)4]2+。配合物在生命体中大量存在,在半导体等尖端技术、医药科学、催化反应和材料化学等领域也有着广泛的应用。在科学研究和生产实践中,人们经常利用金属离子和与其配位的物质的性质不同,进行溶解、沉淀或萃取操作来达到分离提纯、分析检测等目的。必备知识正误判断【微思考】配位键是共价键吗?配位化合物中一定含有过渡元素吗?提示:配位键中共用电子对是由成键原子一方提供而不是由双方共同提供的,是一种特殊的共价键。配位化合物中不一定含有过渡元素,如NH4Cl、Na[Al(OH)4]等。必备知识正误判断二、金属键1.金属键及其实质定义金属中金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用成键微粒金属阳离子和“自由电子”实质金属键本质是一种电性作用特征(1)金属键无饱和性和方向性(2)金属键中的电子在整个三维空间里运动,属于整块固态金属必备知识正误判断2.金属键与金属性质(1)金属不透明,具有金属光泽。当可见光照射到金属固体表面上时,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。(2)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。(3)金属具有良好的导热性。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,将能量由高温处传向低温处,使金属表现出导热性。必备知识正误判断判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。1.配位键是一种电性作用。(

)2.配位键实质是一种共价键。(

)3.形成配位键的电子对由成键原子双方提供。(

)4.配位键具有饱和性和方向性。(

)5.金属键具有方向性和饱和性。(

)6.金属键是金属阳离子与“自由电子”间的相互作用。(

)7.金属导电是因为在外加电场作用下产生“自由电子”。(

)8.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光。(

)答案:1.√

2.√

3.×

4.√

5.×

6.√

7.×

8.×探究1探究2素养脉络随堂检测配位键与配合物问题探究1.将氯化铜固体溶于水并稀释时,你会看到怎样的现象?为什么?提示:氯化铜溶于水并稀释时,溶液颜色会出现棕黄、变绿、再变蓝的过程。当大量氯化铜溶于少量水时,由于水分子少,氯离子多,铜离子主要以[CuCl4]2-的形式存在,[CuCl4]2-为棕黄色,所以浓氯化铜溶液为棕黄色;同样,在稀氯化铜溶液中,由于氯离子少,水分子多,铜离子主要以水合铜离子{[Cu(H2O)4]2+}的形式存在,[Cu(H2O)4]2+为蓝色,所以稀氯化铜溶液又呈蓝色;中等浓度的氯化铜溶液由于都含有数目差不多的[Cu(H2O)4]2+和[CuCl4]2-,则中等浓度的氯化铜溶液显绿色。所以,氯化铜固体溶于水并加水稀释会出现棕黄、绿、蓝的变化过程。探究1探究2素养脉络随堂检测2.Fe3+在溶液中显示黄色的原因是什么?提示:Fe3+水解并与OH-配位,生成了[Fe(H2O)6OH]2+,从而使溶液显示黄色。3.向0.1mol·L-1的AgNO3溶液中逐滴加入浓氨水,你会看到怎样的现象?你会得到什么样的结论?提示:开始产生白色沉淀,继续滴加氨水,白色沉淀消失。分析可知开始滴加氨水生成白色沉淀AgOH,继续滴加氨水,又生成可溶性的[Ag(NH3)2]OH。探究1探究2素养脉络随堂检测4.向含有等浓度的Cu2+溶液中,分别逐滴加入氨水和NaOH溶液直至过量,你会看到怎样的现象?你获得什么结论?提示:滴加氨水时,先看到生成蓝色沉淀,继续加氨水,沉淀溶解,最后变为蓝色透明溶液。反应的离子方程式是:滴加氢氧化钠溶液时,会看到少量的时候生成蓝色沉淀,过量的时候可以看到先生成蓝色沉淀后又溶解,溶解后溶液呈现蓝色,但是与氨水反应的蓝色更深。反应的离子方程式是:①Cu2++2OH-==Cu(OH)2↓②Cu(OH)2+2OH-==[Cu(OH)4]2-。结论:配合物的配体不同,配合物的颜色深浅不同。探究1探究2素养脉络随堂检测5.配合物[Cu(NH3)4]SO4中含有的化学键类型有哪些?提示:配合物[Cu(NH3)4]SO4中含有的化学键有离子键、一般共价键、配位键。探究1探究2素养脉络随堂检测深化拓展1.配位键(1)形成条件:成键原子一方提供孤电子对,另一方具有能够接受孤电子对的空轨道。(2)配位键实质是一种特殊的共价键,配位键和普通共价键只是在形成过程中有所不同,配位键的共用电子对由成键原子一方提供,普通共价键的共用电子对由成键原子双方共同提供,但实质都是成键原子双方共用,如

中的四个N—H键完全等同。探究1探究2素养脉络随堂检测2.配合物的组成配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如下图所示:(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:含有孤电子对的原子、分子或离子。①原子:常为ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的原子;②分子:如H2O、NH3、CO等;③阴离子:如X-(Cl-、Br-、I-)、OH-、SCN-、CN-、RCOO-等。探究1探究2素养脉络随堂检测(3)配位数:直接与中心原子或离子配位的原子或离子的数目。如[Fe(CN)6]4-中Fe2+的配位数为6。(4)配离子的电荷数:等于中心原子或离子和配体总电荷数的代数和,如[Co(NH3)5Cl]n+中的n=2。(5)配位键的表示方法:探究1探究2素养脉络随堂检测素能应用典例1向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液,不能生成AgCl沉淀的是(

)A.[Co(NH3)4Cl2]Cl B.Co(NH3)3Cl3C.[Co(NH3)6]Cl3 D.[Co(NH3)5Cl]Cl2答案:B解析:配合物的内界与外界由离子键结合,只要外界存在Cl-,加入AgNO3溶液即有AgCl沉淀产生。对于B项配合物Co(NH3)3Cl3,Co3+、NH3、Cl-全处于内界,不能电离出Cl-,所以不能生成AgCl沉淀。规律方法许多配合物内界以配位键结合很牢固,难以在溶液中电离,而内界与外界之间以离子键结合,在水溶液中能够完全电离。探究1探究2素养脉络随堂检测变式训练1-1(2020山东青岛第二中学高二检测)下列化合物属于配合物的是(

)A.Cu2(OH)2SO4 B.CaCl2C.[Zn(NH3)4]SO4 D.KAl(SO4)2答案:C解析:硫酸四氨合锌{[Zn(NH3)4]SO4}中二价锌离子是中心离子,四个氨分子是配体,中心离子和配体以配位键结合形成内界,也叫配离子,硫酸根离子处于外界,也叫外界离子,内界和外界组成配合物。探究1探究2素养脉络随堂检测变式训练1-2下列各组中的物质都含配位键的是(

)A.H2O、Al2Cl6B.CO2、Na2SO4C.PCl5、[Co(NH3)4Cl2]ClD.NH4Cl、[Cu(NH3)4]SO4探究1探究2素养脉络随堂检测答案:D解析:水分子中没有配位键,Al2Cl6中铝原子含有空轨道,氯原子含有孤电子对,所以Al2Cl6中含有配位键,故A不符合题意;二氧化碳分子中没有配位键,硫酸钠中硫原子提供孤电子对,氧原子提供空轨道,所以硫酸钠中含有配位键,故B不符合题意;PCl5分子中没有配位键,[Co(NH3)4Cl2]Cl中钴原子提供空轨道,氮原子和氯原子提供孤电子对,[Co(NH3)4Cl2]Cl中含有配位键,故C不符合题意;氯化铵中氮原子提供孤电子对,氢原子提供空轨道,从而形成配位键,[Cu(NH3)4]SO4中铜原子提供空轨道,氮原子提供孤电子对,所以形成配位键,故D符合题意。探究1探究2素养脉络随堂检测问题探究金属原子核外所有的电子都是自由电子吗?自由电子专属于某一个金属阳离子吗?提示:金属中的自由电子是指金属易失去的价电子,而不是金属原子核外所有的电子。自由电子不专属于某一个金属阳离子,而是为整个金属晶体所共有。金属键可以看作是由许多个原子共用许多个电子形成的。探究1探究2素养脉络随堂检测深化拓展1.金属键的强弱比较金属键的强弱主要取决于金属元素的原子半径和价电子数,原子半径越大,价电子数越少,金属键越弱。原子半径越小,价电子数越多,金属键越强。2.金属键对金属性质的影响(1)金属键越强,金属熔、沸点越高。(2)金属键越强,金属硬度越大。(3)金属键越强,金属越难失电子,一般金属性越弱。如Na的金属键强于K,则Na比K难失电子,金属性Na比K弱。(4)金属键越强,金属原子的电离能越大。3.含金属键的物质:金属单质及其合金。探究1探究2素养脉络随堂检测素能应用典例2下列关于金属的叙述不正确的是(

)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,其实质也是一种静电作用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.构成金属的“自由电子”在整个金属内部的三维空间中做自由运动探究1探究2素养脉络随堂检测答案:B解析:“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。探究1探究2素养脉络随堂检测变式训练2-1(2020成都外国语学校高二检测)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.用金属铝制成导线C.用铂金做首饰 D.铁易生锈答案:D解析:用铁制品做炊具主要利用金属的导热性;用金属铝制成导线利用金属的导电性;用铂金做首饰利用金属的延展性;三者均能用金属键理论解释。铁易生锈与原子的还原性以及所处的周围介质的酸碱性有关。探究1探究2素养脉络随堂检测变式训练2-2金属能导电的原因是(

)A.金属晶体中金属阳离子与“自由电子”间的相互作用较弱B.金属晶体中的“自由电子”在外加电场作用下发生定向移动C.金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动D.金属晶体在外加电场作用下可失去电子答案:B解析:金属晶体中的“自由电子”在外加电场作用下,可定向移动而形成电流。探究1探究2素养脉络随堂检测探究1探究2素养脉络随堂检测1.(2020吉林大学附属中学高二检测)下列关于配位键的说法中不正确的是(

)A.配位键是一种电性作用B.配位键实质是一种共价键C.形成配位键的电子对由成键原子双方提供D.配位键具有饱和性和方向性答案:C解析:形成配位键的一方提供孤电子对,另一方具有能接受孤电子对的空轨道。探究1探究2素养脉络随堂检测2.(2020天津耀华中学高二检测)某物质的实验式为PtCl4·2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的说法正确的是(

)A.题给配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6B.该配合物可能是平面正方形结构C.Cl-和NH3分子均与Pt4+配位D.配合物中Cl-与Pt4+配位,而与NH3分子不配位答案:C解析:在PtCl4·2NH3的水溶液中加入AgNO3溶液无沉淀生成,以强碱处理无NH3放出,说明Cl-、NH3均处于内界,故该配合物中中心原子的配位数为6,Cl-和NH3分子均与Pt4+配位,A、D错误,C正确;因为配体在中心原子周围配位时采取对称分布状态以达到能量上的稳定状态,Pt4+配位数为6,则其空间结构为八面体形,B错误。探究1探究2素养脉络随堂检测3.下列关于金属及金属键的说法正确的是(

)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答案:B解析:金属键没有方向性和