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第3节　离子键、配位键与金属键
1.下列分子或离子中，能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是（　　）
①H2O ②NH3
③CO ④CN－
A.①② B.①②③
C.①②③④ D.②③④
2.某化合物的分子结构如图所示，其分子内不含有（　　）
A.离子键 B.共价键
C.极性键 D.配位键
3.已知Ti3＋可形成配位数为6的配合物。0.01 mol 配合物TiCl3·6H2O溶于水配成待测水溶液，在水溶液中加入过量硝酸银溶液，充分反应后，产生0.02 mol AgCl沉淀。此配合物最有可能是（　　）
A.[Ti（H2O）6]Cl3
B.[Ti（H2O）5Cl]Cl2·H2O
C.[Ti（H2O）4Cl2]Cl·2H2O
D.[Ti（H2O）3Cl3]·3H2O
4.金属键的强弱与金属价电子数多少有关，价电子数越多，金属键越强；与金属原子的半径大小也有关，半径越大，金属键越弱。据此判断下列金属熔点逐渐升高的是（　　）
A.Li　Na　K B.Na　Mg　Al
C.Li　Be　Mg D.Li　Na　Mg
5.向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象的说法中，正确的是（　　）
A.反应后溶液中没有沉淀，所以反应前后Cu2＋的浓度不变
B.沉淀溶解后，将生成深蓝色的配离子[Cu（NH3）4]2＋
C.在[Cu（NH3）4]2＋中，Cu2＋给出孤电子对，NH3提供空轨道
D.向反应后的溶液加入乙醇，溶液没有发生任何变化，因为[Cu（NH3）4]2＋不与乙醇发生反应
6.某化合物与Cu＋结合形成如图所示的离子，则下列说法错误的是（　　）
A.Cu＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9
B.该离子中含有极性键、非极性键和配位键
C.该离子中碳原子的杂化方式有sp2、sp3两种
D.该离子中无不对称碳原子
7.固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外层电子结构。则下列有关说法中不正确的是（　　）
A.NH5中既有离子键又有共价键
B.NH5的熔、沸点高于NH3
C.1 mol NH5中含有5 mol N—H键
D.NH5固体投入少量水中，可产生两种气体
8.Co3＋的八面体配合物CoClm·nNH3的空间结构如图所示，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
9.Cu2＋能与NH3、H2O、Cl－等形成配位数为4的配合物。
（1）[Cu（NH3）4]2＋中存在的化学键类型有　　（填字母）。
A.配位键 B.极性共价键
C.非极性共价键 D.离子键
（2）[Cu（NH3）4]2＋具有对称的空间结构，[Cu（NH3）4]2＋ 中的两个NH3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu（NH3）4]2＋的空间结构为　　　　　。
（3）某种含Cu2＋的化合物可催化丙烯醇制备丙醛的反应如下：HOCH2CHCH2CH3CH2CHO。在丙烯醇分子中发生某种方式杂化的碳原子数，是丙醛分子中发生同样方式杂化的碳原子数的2倍，则这类碳原子的杂化方式为　　　　　　　　。
10.回答下列问题：
（1）若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物，则该配合物中提供孤电子对的原子是　　　　　　　　。
（2）NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3，　　　　原子提供孤电子对，　　　　原子具有接受孤电子对的空轨道。写出NH3·BF3的结构式，并用“→”表示出配位键　　　　　　　。
（3）肼（N2H4）分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体中的化学键类型与硫酸铵中的相同，则N2H6SO4晶体内存在　　 　（填字母）。
a.离子键 b.配位键 c.共价键 d.σ键
（4）向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Na2[Cu（OH）4]。不考虑空间结构，[Cu（OH）4]2－ 的结构可用示意图表示为　　　　　　　　　　　　。Na2[Cu（OH）4]中除配位键外，还存在的化学键类型是　　　（填字母）。
a.离子键 b.金属键
c.极性键 d.非极性键
（5）向氯化铜溶液中加入过量浓氨水，然后加入适量乙醇，溶液中析出深蓝色的[Cu（NH3）4]Cl2晶体，上述深蓝色晶体中含有的化学键除普通共价键外，还有　　　　　和　　　　　。
11.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）下列分子或离子中不存在配位键的是　　　（填序号）。
①H3O＋　②[Al（OH）4]－　③NH3
④N　⑤[Cu（H2O）4]2＋　⑥Ni（CO）4　
⑦Fe（SCN）3　⑧B　⑨CH4
（3）在配离子[Fe（CN）6]3－中，中心离子的配位数为　　　　，提供空轨道的是　　　　，与其配体互为等电子体的一种微粒是　　　　　　　。
（4）钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有　　　　　（填元素符号）。现有含Ti3＋的配合物，化学式为[TiCl（H2O）5]Cl2·H2O。配离子[TiCl（H2O）5]2＋中的化学键类型是　　　　　　　　　　　　，该配合物的配体是　　　　。
（5）B和Al均为ⅢA族元素。
①AlCl3·NH3和AlC中均含有配位键。在AlCl3·NH3 中，配体是　　　　　，提供孤电子对的原子是　　　　，AlC中Al原子采用　　　　杂化。
②气态氯化铝（Al2Cl6）是具有配位键的化合物，分子中原子间成键关系为。请将图中你认为是配位键的斜线上加上箭头。
③NH4BF4（氟硼酸铵）是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4中含有　　　　mol配位键。
12.X、Y、Z、W、M、N是原子序数依次增大的前四周期元素，X的核外电子总数与其电子层数相同；Z和M同主族，W的原子序数为Y原子价电子数的3倍；基态N2＋的d轨道半充满。由上述元素中的四种组成的两种化合物常用于合成阻燃材料，其结构简式如图所示。
回答下列问题：
（1）基态W原子的价电子轨道表示式为　　　　，其中电子占据最高能级的电子云轮廓图为　　形。
（2）W、M形成的一种化合物以[WM4]＋[WM6]－的形式存在，其中[WM4]＋的空间结构为　　　；[WM6]－中心原子的价电子对数为　　　　，下列对[WM6]－中心原子杂化方式推断合理的是　　　（填字母）。
a.sp2　　 b.sp3 c.sp3d　　 d.sp3d2
（3）键角比较：YZ3　　　　（填“＞”或“＜”）YM3，判断依据是　　　　　　　　　　　　。
（4）N2＋能形成配离子为八面体的配合物NMm·nYX3，在该配合物中，N2＋位于八面体的中心。若含0.5 mol该配合物的溶液与足量AgNO3溶液反应可生成71.75 g白色沉淀，则该配离子的化学式为　　　　 　。
第3节　离子键、配位键与金属键
1.C　①H2O、②NH3、③CO、④CN－的电子式分别为H︰︰、H︰︰H、︰C O︰、[︰C N︰]－，这几种微粒都能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键。
2.A　由题图可知，N原子与Ni原子之间为配位键；共价键中C—C键为非极性键，C—H键、N—O 键、CN键、O—H键为极性键。
3.B　由含0.01 mol配合物的水溶液与过量硝酸银溶液反应生成0.02 mol氯化银沉淀可知，配合物中有1个氯离子为配体，2个氯离子为外界，由钛离子可形成配位数为6的配合物可知，配合物中还有5个水分子为配体，则配合物的化学式为 [Ti（H2O）5Cl]Cl2·H2O，选B。
4.B　Li、Na、K的价电子数相同，原子半径依次增大，则金属键依次减弱，所以Li、Na、K的熔点逐渐降低，A错误；Na、Mg、Al的价电子数依次增多，原子半径依次减小，则金属键依次增强，所以Na、Mg、Al的熔点逐渐升高，B正确；Be、Mg的价电子数相同，原子半径依次增大，则金属键依次减弱，所以Be的熔点大于Mg，C错误；Li、Na的价电子数相同，原子半径依次增大，则金属键依次减弱，所以Li的熔点大于Na，D错误。
5.B　向硫酸铜溶液中加入氨水，氨水先和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，离子方程式为Cu2＋＋2NH3·H2OCu（OH）2↓＋2N，继续添加氨水，氨水和氢氧化铜反应生成深蓝色的配离子[Cu（NH3）4]2＋，离子方程式为Cu（OH）2＋4NH3·H2O[Cu（NH3）4]2＋＋2OH－＋4H2O，在[Cu（NH3）4]2＋中，Cu2＋提供空轨道，NH3给出孤电子对。铜离子和氨水先生成氢氧化铜沉淀，氢氧化铜再和氨水反应生成深蓝色的配离子[Cu（NH3）4]2＋，所以反应后Cu2＋的浓度减小，A错误，B正确；在[Cu（NH3）4]2＋中，Cu2＋提供空轨道，NH3给出孤电子对，C错误；[Cu（NH3）4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，所以向溶液中加入乙醇后析出蓝色晶体[Cu（NH3）4]SO4·H2O，D错误。
6.A　Cu原子核外有29个电子，则Cu＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，A错误；该离子中碳碳键是非极性共价键，碳氮键是极性键，中心离子Cu＋有空轨道，氮原子提供孤电子对形成配位键，B正确；碳环上的碳原子含有3个σ键，没有孤电子对，采用sp2杂化，亚甲基上的碳原子含有4个共价单键，采用sp3杂化，C正确；该离子中没有一个连接四个不同的原子或基团的碳原子，所以无不对称碳原子，D正确。
7.C　NH5中所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外层电子结构，则NH5为NH4H，为离子化合物，既含有离子键又含有共价键，A正确；常温下NH5为固体，而NH3为气体，显然NH5的熔、沸点高于NH3，B正确；1 mol NH4H中含有 4 mol N—H键，C错误；NH4H与水反应能产生氢气和氨气，D正确。
8.D　由1 mol配合物与AgNO3作用生成 2 mol AgCl可知，1 mol 配合物能电离出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形，所以n＝6－1＝5。
9.（1）AB　（2）平面正方形　（3）sp2
解析：（1）[Cu（NH3）4]2＋中铜离子与氨分子之间的化学键是配位键，氨分子内部的化学键是极性共价键。（2）[Cu（NH3）4]2＋的空间结构是平面正方形。（3）HOCH2CHCH2中的C原子，有一个采取sp3杂化，两个采取sp2杂化。CH3CH2CHO中的C原子有两个采取sp3杂化，一个采取sp2杂化。
10.（1）X　（2）N　B　
（3）abcd　（4） 　ac
（5）离子键　配位键
解析：（1）BCl3分子中B原子发生sp2杂化，形成3个sp2杂化轨道。B原子未杂化的1个2p轨道为空轨道，所以与X形成配位键时，X应提供孤电子对。（2）NH3中N原子发生sp3杂化，N原子上有一对孤电子对，BF3中B原子发生sp2杂化，杂化轨道与F原子的p轨道形成3个共价键，故B原子有一个2p空轨道，可与NH3形成配位键。（3）N2H6SO4晶体中的化学键类型与硫酸铵中的相同，则该晶体内存在离子键、共价键、配位键、σ键。（4）Cu2＋中存在空轨道，而OH－中O原子上有孤电子对，故OH－与Cu2＋之间以配位键结合。Na2[Cu（OH）4] 为离子化合物，Na＋与[Cu（OH）4]2－ 之间以离子键结合，O—H键为极性键。（5）Cu2＋具有可接受孤电子对的空轨道，N原子提供孤电子对，Cu2＋与NH3分子之间形成配位键，NH3分子中N、H原子之间以共价键结合，内界离子[Cu（NH3）4]2＋与外界离子Cl－以离子键结合。
11.（1）b　（2）③⑨
（3）6　Fe3＋　CO、N2、（写出一种即可）
（4）Ni、Ge、Se　极性键（或共价键）、配位键　H2O、Cl－
（5）①NH3　N　sp3　②　③2
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。（2）配位键的形成条件是一方能够提供孤电子对，另一方具有能够接受孤电子对的空轨道，CH4、NH3分子中不存在提供空轨道的原子，不存在配位键，选③⑨。（3）[Fe（CN）6]3－中，中心离子的配位数为6，Fe3＋提供空轨道，配体为CN－，其等电子体有N2、CO、等。（4）Ti的价电子排布式为3d24s2，未成对电子数为2，同周期基态原子中未成对电子数为2的价电子排布式为3d84s2、4s24p2、4s24p4，即为Ni、Ge、Se。]2＋中的化学键有极性键（或共价键）、配位键，配体为H2O、Cl－。（5）①AlCl3·NH3中，Al3＋提供空轨道，配体为NH3，NH3中的N原子提供孤电子对。AlC中Al的价电子对数为4＋＝4，孤电子对数为0，Al原子杂化类型为sp3杂化。②配位键的箭头指向提供空轨道的一方。氯原子最外层有7个电子，通过一个共用电子对就可以形成一个单键，另有三对孤电子对。所以气态氯化铝（Al2Cl6）中与两个铝原子形成共价键的氯原子中，有一个是配位键，氯原子提供孤电子对，铝原子提供空轨道。③N 中含有1个配位键，B中含有1个配位键，故1 mol NH4BF4中含有2 mol配位键。
12.（1） 　哑铃　（2）正四面体形　6　d
（3）＜　F的电负性最大，吸电子能力最强，所以共用电子偏向F，N周围只有孤电子对，电子斥力小，键角较小；Cl的电负性比N小，所以共用电子偏向N，N周围电子斥力大，键角较大　（4）[MnCl（NH3）5]＋
解析：X、Y、Z、W、M、N是原子序数依次增大的前四周期元素，X的核外电子总数与其电子层数相同，X是H；Z和M同主族，结合阻燃材料的结构简式，Z和M最外层电子数是7，Z是F，M是Cl；再结合阻燃材料的结构简式，Y的最外层电子数可能是3或5，W的最外层电子数是5，W的原子序数为Y原子价电子数的3倍，那么Y的最外层电子数只能是5，Y是N，W是P；基态N2＋的d轨道半充满，N是Mn。（1）基态P原子的价电子排布式为3s23p3，价电子轨道表示式为；其中电子占据最高能级是p能级，电子云轮廓图为哑铃形。（2）[WM4]＋是[PCl4]＋，中心原子P原子的价电子对数为4＋＝4，空间结构为正四面体形；[WM6]－是[PCl6]－，中心原子的价电子对数为6＋＝6；因此对[PCl6]－中心原子杂化方式推断合理的是sp3d2。（3）F的电负性最大，吸电子能力最强，所以共用电子偏向F，N周围只有孤电子对，电子斥力小，键角较小；Cl的电负性比N小，所以共用电子偏向N，N周围电子斥力大，键角较大。（4）N2＋为Mn2＋，能形成配离子为八面体的配合物MnClm·nNH3，在该配合物中，Mn2＋位于八面体的中心，则Mn2＋的配位数为6。若含0.5 mol该配合物的溶液与足量AgNO3溶液反应可生成71.75 g白色沉淀（AgCl），71.75 g AgCl的物质的量为0.5 mol，则一个该配合物中外界Cl－为1个，根据电荷守恒，配离子中配体为1个Cl－和5个NH3，则该配离子的化学式为[MnCl（NH3）5]＋。
3 / 4第3节　离子键、配位键与金属键
课程 标准 1.知道离子键的形成过程以及在方向性和饱和性上的特征。 2.了解简单配位键的形成实质和配合物在生物、化学等领域的广泛应用。 3.知道金属键的实质，并能用金属键解释金属的某些特征性质
分点突破（一）　离子键
1.概念
阴、阳离子通过　　　　　形成的化学键。
2.离子键的形成
（1）形成条件
成键原子所属元素的电负性差值越大，原子之间越容易得失电子而形成离子键。
（2）形成过程
电负性较小的金属元素的原子失去价电子形成阳离子，电负性较大的非金属元素的原子获得电子形成阴离子。当阴、阳离子之间的静电作用（引力和斥力）达到平衡时，体系的能量最低，形成稳定的离子化合物。
3.离子键的存在
只存在于　　　　　　中（如大多数盐、强碱、活泼金属氧化物等）。
4.离子键的实质
离子键的实质是　　　之间的　　　作用。
阴、阳离子之间的静电作用，包括　　　　　（异性电荷之间的吸引力）和　　　　　　（原子核与原子核之间、电子与电子之间同性电荷的排斥力）。
5.离子键的特征
离子键没有　　　　和　　　　。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）活泼金属元素与活泼非金属元素化合时，一定形成离子键。（　　）
（2）离子化合物中一定含有金属阳离子。（　　）
（3）离子键是通过阴、阳离子间的静电吸引力形成的。（　　）
（4）含离子键的化合物一定是离子化合物。（　　）
2.下列叙述中错误的是（　　）
A.带相反电荷离子之间的相互吸引力称为离子键
B.金属元素与非金属元素化合时，不一定形成离子键
C.某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素原子结合时所形成的化学键不一定是离子键
D.非金属原子间也可能形成离子键
分点突破（二）　配位键
1.配位键的形成
（1）配位键的概念
成键的两个原子一方提供　　　　　，一方提供　　　　而形成的化学键。
如H＋＋︰︰H　　　　　　　　。
（2）配位键的表示方法
①表示方法：配位键常用A→B表示，其中A是能够提供　　　　　的原子，B具有能够接受　　　　　的　　　　。
②实例：如[Ag（NH3）2]OH中配位键可表示为　　　　　　　　　　　　　　　　，[Cu（NH3）4]SO4中的配位键可表示为　　　　　　　　　　　　。
（3）几点注意
①配位键实质上是一种特殊的共价键，在配位键中成键原子一方能提供孤电子对，另一方具有能够接受孤电子对的空轨道。
②同共价键一样，配位键可以存在于分子之中[如Ni（CO）4]，也可以存在于离子之中（如N）。
③两种原子间所形成的配位键和普通共价键的性质（键长、键能、键角）完全相同。例如，N中的N→H配位键和3个N—H共价键性质相同，即N中4个价键的性质完全相同。
2.配合物
（1）概念
组成中含有配位键的物质。
（2）组成
配合物一般由内界和外界两部分组成，结构如图所示。
①中心离子（原子）：提供空轨道，接受孤电子对。通常是过渡元素的原子或离子。如Fe、Ni、Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋、Co3＋、Cr3＋等。
②配体：配体可以是阴离子，如X－（卤素离子）、OH－、SCN－、CN－、RCOO－（羧酸根离子）、P等；也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等。配体中直接同中心离子（或原子）配合的原子叫作配位原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子，如NH3中的N原子、H2O中的O原子，配位原子常是ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族的元素。
③配位数：直接同中心离子（或原子）配位的原子数目称为中心离子（或原子）的配位数。要注意只含有一个配位原子的配体称为单基配位体，中心离子（或原子）同单基配位体结合的数目就是该中心离子（或原子）的配位数，如[Fe（CN）6]4－中Fe2＋的配位数为6。含有两个或两个以上配位原子的配体称为多基配体，中心离子（或原子）同多基配体配合时，配位数等于同中心离子（或原子）配位的原子数。例如，乙二胺分子中含有两个配位N原子，故在 [Pt（en）2]Cl2（en代表乙二胺分子）中Pt2＋的配位数为2×2＝4，而配体只有两个，依次类推。
名师点拨
（1）配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如[Co（NH3）5Cl]Cl2[Co（NH3）5Cl]2＋＋2Cl－，而内界微粒很难电离（电离程度很小），因此，配合物[Co（NH3）5Cl]Cl2内界中的Cl－不能被Ag＋沉淀，只有外界的Cl－才能与硝酸银溶液反应产生沉淀。
（2）含有配位键的化合物不一定是配合物，如NH4Cl等。
（3）有些配合物没有外界，如Ni（CO）4就无外界。
3.配合物的用途
（1）配合物在生命体中大量存在，对于生命活动具有重要意义。
（2）配合物在尖端技术、医药科学、催化反应和材料化学等领域有着广泛应用。
（3）在科学研究和生产实践中，利用金属离子和与其配位的物质的性质不同，进行溶解、沉淀或萃取等操作来达到分离提纯、分析检测等目的。
　向AgNO3溶液中逐滴加入氨水，开始时产生白色沉淀，继续滴加氨水时，沉淀逐渐溶解，最后变澄清，生成了[Ag（NH3）2]＋。
【交流讨论】
1.整个过程中发生了哪些反应？
2.利用化学平衡移动原理分析配离子是如何形成的？
3.[Ag（NH3）2]＋中哪种原子提供孤电子对、哪种原子提供空轨道？
1.以下微粒含配位键的是（　　）
①N2　②CH4　③Fe（CO）5
④H3O＋　⑤[Ag（NH3）2]OH
A.①②④⑤ B.①④⑤
C.①③④⑤ D.①②③④⑤
2.已知配合物[Cr（NH3）4Cl2]Cl易溶于水，下列说法正确的是（　　）
A.配位数为6，配位原子为N、Cl
B.1 mol该配合物在水中可电离出3 mol Cl－
C.配合物中Cr为＋1价
D.配离子中含有离子键、配位键、普通共价键
分点突破（三）　金属键
1.金属键及其实质
定义 “自由电子”和　　　　　　之间的强的相互作用
本质 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形成“　　　　　”，与　　　　　　形成强的相互作用。金属键在本质上是一种　　　　作用
影响金 属键强 弱的因 素 金属元素的原子半径 一般而言，金属元素的原子半径越小，金属键越强
金属原子的价电子数 一般而言，金属原子的价电子数越多，金属键越强
金属键 的特征 金属键模型如图所示： （1）“　　　　　”不专属于某个特定的金属阳离子，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； （2）金属键既没有　　　　　　，也没有　　　　
存在 金属单质或合金
2.金属键与金属性质
（1）金属光泽
当可见光照射到金属表面上时，固态金属中的“　　　　　”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）导电性
当把金属导线分别接到电源的正、负极时，有了电势差，“自由电子”就能沿着导线由电源的负极向电源的正极流动而形成电流。
（3）导热性
当金属中有温度差时，不停运动着的“自由电子”通过自身与　　　　　　　　　　　，把能量由高温处传向低温处。
（4）延展性
当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但排列方式不变，金属晶体中的　　　　没有被破坏。
3.金属键与金属性质几点注意事项
（1）纯金属内所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整。而合金中加入了或大或小的其他元素的原子，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，因此合金比纯金属的延展性要差。
（2）金属键越强，金属越难失电子，金属性越弱。如Na的金属键强于K，则Na比K难失电子，Na的金属性比K的弱。
（3）金属导电是由于“自由电子”的定向移动，属于物理变化。电解质溶液导电是阴、阳离子的定向移动并在两极放电的过程，属于化学变化。
1.什么是合金？合金中存在金属键吗？
2.镍钛合金具有导热性，其原因是什么？
3.记忆合金在不同温度下发生形状改变而不断裂的原因是什么？
1.下列叙述不正确的是（　　）
A.金属键是金属阳离子和自由电子间的强烈相互作用，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块金属内部的三维空间中做自由运动
2.金属晶体中的金属键越强，其硬度越大，熔、沸点越高；且研究表明，一般来说，金属原子半径越小，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.铝的硬度大于镁　 B.钙的熔点低于钡
C.镁的硬度大于钾 D.钙的熔、沸点高于钾
配合物的组成和结构（分析与应用）
　　南京理工大学胡炳成教授团队在N5合成上取得了里程碑性研究成果——世界上首个五氮阴离子盐（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl。时隔不久，他们在该领域再次取得突破，成功制得全氮阴离子（）金属盐Co（N5）2（H2O）4·4H2O。这是一种配合物分子，其结构式如图所示。
1.H、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序为　　　　　　。
2.金属盐Co（N5）2（H2O）4·4H2O中，中心离子和配位原子分别是　　　　　　，中心离子的配位数为　　　　。
3.用结构简式标出金属盐Co（N5）2（H2O）4·4H2O中的配位键。
【规律方法】
1.配合物中必含有中心离子（或原子）和一定数目的配体。中心离子（或原子）一般为金属离子（或原子），通常是过渡金属离子（或原子）。
2.配体是含有孤电子对的分子或离子，当配体与中心离子（或原子）形成配离子或配合物时，配位原子提供孤电子对与有空轨道的中心离子（或原子）形成配位键。
3.配位原子主要是元素周期表中ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族元素的原子。
4.配合物的形成对性质的影响
（1）溶解性的影响
一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以依次溶解于含过量的Cl－、Br－、I－、CN－和氨的溶液中，形成可溶性的配合物。
（2）颜色的改变
当简单离子形成配离子时其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，我们根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3＋与SCN－在溶液中可生成配位数为1～6的铁的硫氰酸根配离子，这种配离子的颜色是红色的，反应的离子方程式如下：
Fe3＋＋nSCN－[Fe（SCN）n]3－n。
（3）稳定性增强
配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，血红蛋白中的Fe2＋与CO分子形成的配位键比Fe2＋与O2分子形成的配位键强，因此血红蛋白中的Fe2＋与CO分
子结合后，就很难再与O2分子结合，使血红蛋白失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。
【迁移应用】
1.已知SiCl4与N-甲基咪唑（）反应可以得到M2＋，其结构如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A.M2＋中Si的配位数是6
B.1个M2＋中含有42个σ键
C.SiCl4分子的空间结构为正四面体形
D.SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4分子均为非极性分子
2.（1）在[Ni（NH3）6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为　　　　　，提供孤电子对的成键原子是　　　　。
（2）CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（用离子方程式表示，已知Al在溶液中可稳定存在）。
（3）配合物[Cr（H2O）6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是　　　　（填元素符号）。
1.下列关于[Cr（H2O）4Cl2]Cl的说法正确的是（　　）
A.中心离子的化合价为＋2价 B.配体为水分子，外界为Cl－
C.配位数是6 D.在其水溶液中加入AgNO3溶液，不产生白色沉淀
2.下列各组物质中，化学键类型相同的是（　　）
A.HI和NaI B.NaF和KCl
C.Cl2和KCl D.NaCl和NaOH
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
4.某物质的化学式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液也不产生沉淀，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.该配合物中心原子的配位数为4
B.该配合物的配体只有NH3
C.Cl－和NH3分子均与Pt4＋形成配位键
D.该配合物可能是平面正方形结构
第3节　离子键、配位键与金属键
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.静电作用　3.离子化合物　4.阴、阳离子　静电　静电引力　静电斥力　5.方向性　饱和性
自主练习
1.（1）×　（2）×　（3）×　（4）√
2.A　离子键的相互作用包括相互吸引和相互排斥两个方面；金属元素和非金属元素化合时，有可能形成共价化合物，如AlCl3和BeCl2就是两种共价化合物；氢原子的最外层只有1个电子，它与氯原子通过共价键结合成HCl分子；N是由非金属元素形成的阳离子，铵盐为离子化合物。
分点突破（二）
师生互动
1.（1）孤电子对　空轨道　[H←︰H]＋
（2）①孤电子对　孤电子对　空轨道
②[H3N→Ag←NH3]＋　
探究活动
交流讨论
1.提示：Ag＋＋NH3·H2OAgOH↓＋N、
AgOH＋2NH3[Ag（NH3）2]＋＋OH－。
2.提示：AgOH水溶液中存在平衡AgOH（s）Ag＋（aq）＋OH－（aq），继续滴加氨水时，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.提示：在[Ag（NH3）2]＋中，NH3分子中N原子提供孤电子对，Ag＋提供空轨道。
自主练习
1.C　H＋含有空轨道，N2H4中氮原子含有孤电子对，所以二者能形成配位键，则N2中含有配位键，①符合题意；CH4中不含有配位键，②不符合题意；Fe原子含有空轨道，CO中的碳原子上有孤电子对，二者可以形成配位键，则Fe（CO）5 中含有配位键，③符合题意；H3O＋中O提供孤电子对，H＋提供空轨道，二者能形成配位键，H3O＋中含有配位键，④符合题意；Ag＋提供空轨道，NH3中的氮原子提供孤电子对，二者能形成配位键，[Ag（NH3）2]OH 中含有配位键，⑤符合题意。
2.A　配合物[Cr（NH3）4Cl2]Cl中配体是NH3和Cl－，配位数为6，配位原子为N、Cl，A正确；配合物中存在配位键，[Cr（NH3）4Cl2]Cl电离出[Cr（NH3）4Cl2]＋和Cl－，1 mol [Cr（NH3）4Cl2]Cl在水中只能电离出1 mol Cl－，B错误；配合物中Cr为＋3价，C错误；配离子[Cr（NH3）4Cl2]＋中Cr3＋与Cl形成配位键，NH3中含有N—H共价键，不含离子键，D错误。
分点突破（三）
师生互动
1.金属阳离子　自由电子　金属阳离子　电性　自由电子　方向性　饱和性　2.（1）自由电子　（3）金属阳离子之间的碰撞　（4）化学键
探究活动
交流讨论
1.提示：合金是由两种或两种以上的金属或者金属与非金属组成的具有金属特性的物质。在合金中存在金属阳离子和自由电子，故含有金属键。
2.提示：镍钛合金中存在金属阳离子和自由电子，二者相互碰撞可以传递热量。
3.提示：记忆合金发生形状改变而不断裂是因为合金中的各原子层发生相对滑动，但排列方式不变，金属键没有被破坏。
自主练习
1.B　金属键与离子键的实质类似，都属于电性作用，A正确；金属键无方向性和饱和性，B错误，C正确；自由电子是由金属原子提供的，并且在整个三维空间里运动，属于整块固态金属，D正确。
2.B　A项，镁和铝的电子层数相同，价电子数：Al＞Mg，原子半径：Al＜Mg，故铝的硬度大于镁，正确；B项，钡、钙的价电子数相同，但原子半径：Ba＞Ca，金属键强度：Ca＞Ba，钙的熔点高于钡，不正确；D项，钙和钾位于同一周期，价电子数：Ca＞K，原子半径：K＞Ca，金属键强度：Ca＞K，故熔、沸点：Ca＞K，正确；C项，结合以上分析，知硬度：Mg＞K，正确。
【关键能力·细培养】
1.提示：O＞N＞H。同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐增大，则电负性：O＞N，H元素的电负性小于N、O。
2.提示：根据该配合物的结构式可知，中心离子为Co2＋，配位原子为N和O；中心离子钴离子与2个全氮阴离子和4个水分子形成配位键，故配合物中心离子的配位数为6。
3.提示：。
迁移应用
1.B　由题图可知，M2＋中Si为＋4价，故中心Si原子与Cl之间、与N原子之间均形成配位键，故其配位数是6，A正确；单键为σ键，双键包含1个σ键和1个π键，故1个M2＋中含有54个σ键，B错误；SiCl4的中心原子Si原子的价电子对数为4＋＝4，无孤电子对，故SiCl4分子的空间结构为正四面体形，C正确；SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4分子中，4个Si—X（卤素原子）键完全相同，空间结构对称，均为非极性分子，D正确。
2.（1）配位键　N　（2）3CaF2＋Al3＋3Ca2＋＋Al　（3）O
解析：（1）Ni2＋与NH3之间形成共价键时，Ni2＋提供空轨道，N提供孤电子对，形成配位键。（2）CaF2中存在沉淀溶解平衡：CaF2（s）Ca2＋（aq）＋2F－（aq），溶液中的F－与Al3＋形成配离子Al，使沉淀溶解平衡正向移动，促进氟化钙溶解。（3）H2O 分子中的O原子上有孤电子对，能与Cr3＋形成配位键。
【教学效果·勤检测】
1.C　该配合物中阴离子是Cl－，所以铬离子的化合价是＋3价，A错误；[Cr（H2O）4Cl2]Cl中配体是H2O、Cl－，外界为Cl－，该配离子中含有4个H2O和2个Cl－，所以配位数是6，B错误，C正确；[Cr（H2O）4Cl2]Cl在水溶液中能电离出Cl－，则加入AgNO3溶液会产生白色沉淀，D错误。
2.B　HI、NaI中化学键分别为共价键、离子键；NaF、KCl中均为离子键；Cl2中为共价键，NaCl中为离子键，NaOH中为离子键和共价键。
3.B　金属键是金属阳离子和“自由电子”之间强的相互作用，既有金属阳离子和“自由电子”之间的静电吸引作用，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.C　加入AgNO3溶液也不产生沉淀，可知无游离的Cl－，以强碱处理并没有NH3放出，可知无游离的氨分子，两者均与中心铂离子形成配位键，所以该物质的化学式为[PtCl4（NH3）2]，故配位数为6，A错误； 根据题意可知该配合物的配体有Cl－和NH3，B错误；该配合物为 [PtCl4（NH3）2]，Cl－和NH3分子均与中心铂离子形成配位键，C正确；Pt4＋与6个配体成键，该配合物应是八面体结构，D错误。
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第3节　离子键、配位键与金属键
课
程 标
准 1.知道离子键的形成过程以及在方向性和饱和性上的特征。
2.了解简单配位键的形成实质和配合物在生物、化学等领域的
广泛应用。
3.知道金属键的实质，并能用金属键解释金属的某些特征性质
目 录
1、基础知识·准落实
4、学科素养·稳提升
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一）　离子键
1. 概念
阴、阳离子通过 形成的化学键。
静电作用　
2. 离子键的形成
（1）形成条件
成键原子所属元素的电负性差值越大，原子之间越容易得失
电子而形成离子键。
（2）形成过程
电负性较小的金属元素的原子失去价电子形成阳离子，电负
性较大的非金属元素的原子获得电子形成阴离子。当阴、阳
离子之间的静电作用（引力和斥力）达到平衡时，体系的能
量最低，形成稳定的离子化合物。
3. 离子键的存在
只存在于 中（如大多数盐、强碱、活泼金属氧化物
等）。
4. 离子键的实质
离子键的实质是 之间的 作用。
阴、阳离子之间的静电作用，包括 （异性电荷之间的
吸引力）和 （原子核与原子核之间、电子与电子之间
同性电荷的排斥力）。
5. 离子键的特征
离子键没有 和 。
离子化合物　
阴、阳离子　
静电　
静电引力　
静电斥力　
方向性　
饱和性　
1. 正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）活泼金属元素与活泼非金属元素化合时，一定形成离子键。
（　×　）
（2）离子化合物中一定含有金属阳离子。 （　×　）
（3）离子键是通过阴、阳离子间的静电吸引力形成的。
（　×　）
（4）含离子键的化合物一定是离子化合物。 （　√　）
×
×
×
√
2. 下列叙述中错误的是（　　）
A. 带相反电荷离子之间的相互吸引力称为离子键
B. 金属元素与非金属元素化合时，不一定形成离子键
C. 某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素原子结合时所形成
的化学键不一定是离子键
D. 非金属原子间也可能形成离子键
解析： 　离子键的相互作用包括相互吸引和相互排斥两个方面；
金属元素和非金属元素化合时，有可能形成共价化合物，如AlCl3
和BeCl2就是两种共价化合物；氢原子的最外层只有1个电子，它与
氯原子通过共价键结合成HCl分子；N 是由非金属元素形成的
阳离子，铵盐为离子化合物。
分点突破（二）　配位键
1. 配位键的形成
（1）配位键的概念
成键的两个原子一方提供 ，一方提供
而形成的化学键。
如H＋＋︰ ︰H 。
孤电子对　
空轨
道　
[H← ︰H]＋　
（2）配位键的表示方法
①表示方法：配位键常用A→B表示，其中A是能够提供
的原子，B具有能够接受 的
。
孤
电子对　
孤电子对　
空轨
道　
②实例：如[Ag（NH3）2]OH中配位键可表示
为 ，[Cu（NH3）4]SO4中的配位键可
表示为 。
[H3N→Ag←NH3]＋　
　
（3）几点注意
①配位键实质上是一种特殊的共价键，在配位键中成键原
子一方能提供孤电子对，另一方具有能够接受孤电子对的
空轨道。
③两种原子间所形成的配位键和普通共价键的性质（键
长、键能、键角）完全相同。例如，N 中的N→H配位
键和3个N—H共价键性质相同，即N 中4个价键的性质
完全相同。
②同共价键一样，配位键可以存在于分子之中[如Ni（CO）
4]，也可以存在于离子之中（如N ）。
2. 配合物
（1）概念
组成中含有配位键的物质。
（2）组成
配合物一般由内界和外界两部分组成，结构如图所示。
①中心离子（原子）：提供空轨道，接受孤电子对。通常是
过渡元素的原子或离子。如Fe、Ni、Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag
＋、Co3＋、Cr3＋等。
②配体：配体可以是阴离子，如X－（卤素离子）、OH－、
SCN－、CN－、RCOO－（羧酸根离子）、P 等；也可以
是中性分子，如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等。配体中直
接同中心离子（或原子）配合的原子叫作配位原子。配位原
子必须是含有孤电子对的原子，如NH3中的N原子、H2O中的
O原子，配位原子常是ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族的元素。
③配位数：直接同中心离子（或原子）配位的原子数目称为
中心离子（或原子）的配位数。要注意只含有一个配位原子
的配体称为单基配位体，中心离子（或原子）同单基配位体
结合的数目就是该中心离子（或原子）的配位数，如[Fe
（CN）6]4－中Fe2＋的配位数为6。含有两个或两个以上配位
原子的配体称为多基配体，中心离子（或原子）同多基配体
配合时，配位数等于同中心离子（或原子）配位的原子数。
例如，乙二胺分子中含有两个配位N原子，故在 [Pt（en）
2]Cl2（en代表乙二胺分子）中Pt2＋的配位数为2×2＝4，而配
体只有两个，依次类推。
名师点拨
（1）配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如[Co（NH3）
5Cl]Cl2 [Co（NH3）5Cl]2＋＋2Cl－，而内界微粒很难电离
（电离程度很小），因此，配合物[Co（NH3）5Cl]Cl2内界中的
Cl－不能被Ag＋沉淀，只有外界的Cl－才能与硝酸银溶液反应产
生沉淀。
（2）含有配位键的化合物不一定是配合物，如NH4Cl等。
（3）有些配合物没有外界，如Ni（CO）4就无外界。
3. 配合物的用途
（1）配合物在生命体中大量存在，对于生命活动具有重要意义。
（2）配合物在尖端技术、医药科学、催化反应和材料化学等领域
有着广泛应用。
（3）在科学研究和生产实践中，利用金属离子和与其配位的物质
的性质不同，进行溶解、沉淀或萃取等操作来达到分离提
纯、分析检测等目的。
　向AgNO3溶液中逐滴加入氨水，开始时产生白色沉淀，继续滴加氨
水时，沉淀逐渐溶解，最后变澄清，生成了[Ag（NH3）2]＋。
【交流讨论】
1. 整个过程中发生了哪些反应？
提示：Ag＋＋NH3·H2O AgOH↓＋N 、
AgOH＋2NH3 [Ag（NH3）2]＋＋OH－。
2. 利用化学平衡移动原理分析配离子是如何形成的？
提示：AgOH水溶液中存在平衡AgOH（s） Ag＋（aq）＋OH－
（aq），继续滴加氨水时，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]＋中哪种原子提供孤电子对、哪种原子提供空轨道？
提示：在[Ag（NH3）2]＋中，NH3分子中N原子提供孤电子对，Ag
＋提供空轨道。
1. 以下微粒含配位键的是（　　）
①N2 　②CH4　③Fe（CO）5　④H3O＋
⑤[Ag（NH3）2]OH
A. ①②④⑤ B. ①④⑤
C. ①③④⑤ D. ①②③④⑤
解析： 　H＋含有空轨道，N2H4中氮原子含有孤电子对，所以二
者能形成配位键，则N2 中含有配位键，①符合题意；CH4中不
含有配位键，②不符合题意；Fe原子含有空轨道，CO中的碳原子
上有孤电子对，二者可以形成配位键，则Fe（CO）5 中含有配位
键，③符合题意；H3O＋中O提供孤电子对，H＋提供空轨道，二者
能形成配位键，H3O＋中含有配位键，④符合题意；Ag＋提供空轨
道，NH3中的氮原子提供孤电子对，二者能形成配位键，[Ag
（NH3）2]OH 中含有配位键，⑤符合题意。
2. 已知配合物[Cr（NH3）4Cl2]Cl易溶于水，下列说法正确的是
（　　）
A. 配位数为6，配位原子为N、Cl
B. 1 mol该配合物在水中可电离出3 mol Cl－
C. 配合物中Cr为＋1价
D. 配离子中含有离子键、配位键、普通共价键
解析： 　配合物[Cr（NH3）4Cl2]Cl中配体是NH3和Cl－，配位数
为6，配位原子为N、Cl，A正确；配合物中存在配位键，[Cr
（NH3）4Cl2]Cl电离出[Cr（NH3）4Cl2]＋和Cl－，1 mol [Cr
（NH3）4Cl2]Cl在水中只能电离出1 mol Cl－，B错误；配合物中Cr
为＋3价，C错误；配离子[Cr（NH3）4Cl2]＋中Cr3＋与Cl形成配位
键，NH3中含有N—H共价键，不含离子键，D错误。
分点突破（三）　金属键
1. 金属键及其实质
定义 “自由电子”和 之间的强的相互作用
本质 金属元素的电负性和电离能较小，金属原子的价电子容易
脱离原子核的束缚形成“ ”，与
形成强的相互作用。金属键在本质上是一种
作用
金属阳离子　
自由电子　
金属阳离
子　
电性　
影响金属 键强弱的 因素 金属元素的原子
半径 一般而言，金属元素的原子半径越小，
金属键越强
金属原子的价电
子数 一般而言，金属原子的价电子数越多，
金属键越强
金属 键的 特征 金属键模型如图所示：
（1）“ ”不专属于某个特定的金属阳离
子，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；
（2）金属键既没有 ，也没有
存在 金属单质或合金
自由电子　
方向性　
饱和性　
2. 金属键与金属性质
（1）金属光泽
当可见光照射到金属表面上时，固态金属中的“
”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）导电性
当把金属导线分别接到电源的正、负极时，有了电势差，
“自由电子”就能沿着导线由电源的负极向电源的正极流动
而形成电流。
自由电
子　
（3）导热性
当金属中有温度差时，不停运动着的“自由电子”通过自
身与 ，把能量由高温处传向低
温处。
（4）延展性
当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对
滑动，但排列方式不变，金属晶体中的 没有被
破坏。
金属阳离子之间的碰撞　
化学键　
3. 金属键与金属性质几点注意事项
（1）纯金属内所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十
分规整。而合金中加入了或大或小的其他元素的原子，改变
了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变
得困难，因此合金比纯金属的延展性要差。
（2）金属键越强，金属越难失电子，金属性越弱。如Na的金属键
强于K，则Na比K难失电子，Na的金属性比K的弱。
（3）金属导电是由于“自由电子”的定向移动，属于物理变化。
电解质溶液导电是阴、阳离子的定向移动并在两极放电的过
程，属于化学变化。
1. 什么是合金？合金中存在金属键吗？
提示：合金是由两种或两种以上的金属或者金属与非金属组成的具
有金属特性的物质。在合金中存在金属阳离子和自由电子，故含有
金属键。
2. 镍钛合金具有导热性，其原因是什么？
提示：镍钛合金中存在金属阳离子和自由电子，二者相互碰撞可以
传递热量。
3. 记忆合金在不同温度下发生形状改变而不断裂的原因是什么？
提示：记忆合金发生形状改变而不断裂是因为合金中的各原子层发
生相对滑动，但排列方式不变，金属键没有被破坏。
1. 下列叙述不正确的是（　　）
A. 金属键是金属阳离子和自由电子间的强烈相互作用，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块金属内部的三维空间中做自由运动
解析： 　金属键与离子键的实质类似，都属于电性作用，A正
确；金属键无方向性和饱和性，B错误，C正确；自由电子是由金
属原子提供的，并且在整个三维空间里运动，属于整块固态金属，
D正确。
2. 金属晶体中的金属键越强，其硬度越大，熔、沸点越高；且研究表
明，一般来说，金属原子半径越小，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. 铝的硬度大于镁 B. 钙的熔点低于钡
C. 镁的硬度大于钾 D. 钙的熔、沸点高于钾
解析： 　A项，镁和铝的电子层数相同，价电子数：Al＞Mg，原
子半径：Al＜Mg，故铝的硬度大于镁，正确；B项，钡、钙的价
电子数相同，但原子半径：Ba＞Ca，金属键强度：Ca＞Ba，钙的
熔点高于钡，不正确；D项，钙和钾位于同一周期，价电子数：Ca
＞K，原子半径：K＞Ca，金属键强度：Ca＞K，故熔、沸点：Ca
＞K，正确；C项，结合以上分析，知硬度：Mg＞K，正确。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
配合物的组成和结构（分析与应用）
　　南京理工大学胡炳成教授团队在N5合成上取得了里程碑性研究成果——世界上首个五氮阴离子盐（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl。时隔不久，他们在该领域再次取得突破，成功制得全氮阴离子（ ）金属盐Co（N5）2（H2O）4·4H2O。这是一种配合物分子，其结构式如图
所示。
1. H、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序为 　。
提示：O＞N＞H。同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐增
大，则电负性：O＞N，H元素的电负性小于N、O。
2. 金属盐Co（N5）2（H2O）4·4H2O中，中心离子和配位原子分别
是 　　，中心离子的配位数为 　　。
提示：根据该配合物的结构式可知，中心离子为Co2＋，配位原子
为N和O；中心离子钴离子与2个全氮阴离子和4个水分子形成配位
键，故配合物中心离子的配位数为6。
3. 用结构简式标出金属盐Co（N5）2（H2O）4·4H2O中的配位键。
提示： 。
【规律方法】
1. 配合物中必含有中心离子（或原子）和一定数目的配体。中心离子
（或原子）一般为金属离子（或原子），通常是过渡金属离子（或
原子）。
2. 配体是含有孤电子对的分子或离子，当配体与中心离子（或原子）
形成配离子或配合物时，配位原子提供孤电子对与有空轨道的中心
离子（或原子）形成配位键。
3. 配位原子主要是元素周期表中ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族元素的原
子。
4. 配合物的形成对性质的影响
（1）溶解性的影响
一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可
以依次溶解于含过量的Cl－、Br－、I－、CN－和氨的溶液中，
形成可溶性的配合物。
（2）颜色的改变
当简单离子形成配离子时其性质往往有很大差异。颜色发生
变化就是一种常见的现象，我们根据颜色的变化就可以判断
是否有配离子生成。如Fe3＋与SCN－在溶液中可生成配位数
为1～6的铁的硫氰酸根配离子，这种配离子的颜色是红色
的，反应的离子方程式如下：
Fe3＋＋nSCN－ [Fe（SCN）n]3－n。
（3）稳定性增强
配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物
越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定
性与配体的性质有关。例如，血红蛋白中的Fe2＋与CO分子形
成的配位键比Fe2＋与O2分子形成的配位键强，因此血红蛋白
中的Fe2＋与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，使血红
蛋白失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。
【迁移应用】
1. 已知SiCl4与N-甲基咪唑（ ）反应可以得到M2＋，其结构如
图所示。下列说法不正确的是（　　）
A. M2＋中Si的配位数是6
B. 1个M2＋中含有42个σ键
C. SiCl4分子的空间结构为正四面体形
D. SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4分子均为非极性分子
解析： 　由题图可知，M2＋中Si为＋4价，故中心Si原子与Cl之
间、与N原子之间均形成配位键，故其配位数是6，A正确；单键为
σ键，双键包含1个σ键和1个π键，故1个M2＋中含有54个σ键，B错
误；SiCl4的中心原子Si原子的价电子对数为4＋ ＝4，无孤电
子对，故SiCl4分子的空间结构为正四面体形，C正确；SiF4、
SiCl4、SiBr4、SiI4分子中，4个Si—X（卤素原子）键完全相同，空
间结构对称，均为非极性分子，D正确。
2. （1）在[Ni（NH3）6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为
，提供孤电子对的成键原子是 。
解析： Ni2＋与NH3之间形成共价键时，Ni2＋提供空轨
道，N提供孤电子对，形成配位键。
配
位键　
N　
（2）CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是
（用离子方程式表示，已知Al
在溶液中可稳定存在）。
解析： CaF2中存在沉淀溶解平衡：CaF2（s） Ca2＋
（aq）＋2F－（aq），溶液中的F－与Al3＋形成配离子
Al ，使沉淀溶解平衡正向移动，促进氟化钙溶解。
3CaF2＋
Al3＋ 3Ca2＋＋Al 　
（3）配合物[Cr（H2O）6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子
是 （填元素符号）。
解析： H2O 分子中的O原子上有孤电子对，能与Cr3＋形
成配位键。
O　
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 下列关于[Cr（H2O）4Cl2]Cl的说法正确的是（　　）
A. 中心离子的化合价为＋2价
B. 配体为水分子，外界为Cl－
C. 配位数是6
D. 在其水溶液中加入AgNO3溶液，不产生白色沉淀
解析： 　该配合物中阴离子是Cl－，所以铬离子的化合价是＋3
价，A错误；[Cr（H2O）4Cl2]Cl中配体是H2O、Cl－，外界为Cl
－，该配离子中含有4个H2O和2个Cl－，所以配位数是6，B错误，C
正确；[Cr（H2O）4Cl2]Cl在水溶液中能电离出Cl－，则加入AgNO3
溶液会产生白色沉淀，D错误。
2. 下列各组物质中，化学键类型相同的是（　　）
A. HI和NaI B. NaF和KCl
C. Cl2和KCl D. NaCl和NaOH
解析： 　HI、NaI中化学键分别为共价键、离子键；NaF、KCl中
均为离子键；Cl2中为共价键，NaCl中为离子键，NaOH中为离子键
和共价键。
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
解析： 　金属键是金属阳离子和“自由电子”之间强的相互作
用，既有金属阳离子和“自由电子”之间的静电吸引作用，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. 某物质的化学式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液
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. 该配合物中心原子的配位数为4
B. 该配合物的配体只有NH3
C. Cl－和NH3分子均与Pt4＋形成配位键
D. 该配合物可能是平面正方形结构
解析： 　加入AgNO3溶液也不产生沉淀，可知无游离的Cl－，以
强碱处理并没有NH3放出，可知无游离的氨分子，两者均与中心铂
离子形成配位键，所以该物质的化学式为[PtCl4（NH3）2]，故配
位数为6，A错误； 根据题意可知该配合物的配体有Cl－和NH3，B
错误；该配合物为 [PtCl4（NH3）2]，Cl－和NH3分子均与中心铂离
子形成配位键，C正确；Pt4＋与6个配体成键，该配合物应是八面体
结构，D错误。
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. 下列分子或离子中，能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的
是（　　）
①H2O ②NH3
③CO ④CN－
A. ①② B. ①②③
C. ①②③④ D. ②③④
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解析： 　①H2O、②NH3、③CO、④CN－的电子式分别为H︰
︰、H︰ ︰H、︰C O︰、[︰C N︰]－，这几种微粒都
能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键。
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2. 某化合物的分子结构如图所示，其分子内
不含有（　　）
A. 离子键 B. 共价键
C. 极性键 D. 配位键
解析： 　由题图可知，N原子与Ni原子之间为配位键；共价键中
C—C键为非极性键，C—H键、N—O 键、C N键、O—H键为
极性键。
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3. 已知Ti3＋可形成配位数为6的配合物。0.01 mol 配合物TiCl3·6H2O
溶于水配成待测水溶液，在水溶液中加入过量硝酸银溶液，充分反
应后，产生0.02 mol AgCl沉淀。此配合物最有可能是（　　）
A. [Ti（H2O）6]Cl3
B. [Ti（H2O）5Cl]Cl2·H2O
C. [Ti（H2O）4Cl2]Cl·2H2O
D. [Ti（H2O）3Cl3]·3H2O
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解析： 　由含0.01 mol配合物的水溶液与过量硝酸银溶液反应生
成0.02 mol氯化银沉淀可知，配合物中有1个氯离子为配体，2个氯
离子为外界，由钛离子可形成配位数为6的配合物可知，配合物中
还有5个水分子为配体，则配合物的化学式为 [Ti（H2O）
5Cl]Cl2·H2O，选B。
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4. 金属键的强弱与金属价电子数多少有关，价电子数越多，金属键越
强；与金属原子的半径大小也有关，半径越大，金属键越弱。据此
判断下列金属熔点逐渐升高的是（　　）
A. Li　Na　K B. Na　Mg　Al
C. Li　Be　Mg D. Li　Na　Mg
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解析： 　Li、Na、K的价电子数相同，原子半径依次增大，则金
属键依次减弱，所以Li、Na、K的熔点逐渐降低，A错误；Na、
Mg、Al的价电子数依次增多，原子半径依次减小，则金属键依次
增强，所以Na、Mg、Al的熔点逐渐升高，B正确；Be、Mg的价电
子数相同，原子半径依次增大，则金属键依次减弱，所以Be的熔
点大于Mg，C错误；Li、Na的价电子数相同，原子半径依次增
大，则金属键依次减弱，所以Li的熔点大于Na，D错误。
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5. 向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加
氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象的说法
中，正确的是（　　）
A. 反应后溶液中没有沉淀，所以反应前后Cu2＋的浓度不变
B. 沉淀溶解后，将生成深蓝色的配离子[Cu（NH3）4]2＋
C. 在[Cu（NH3）4]2＋中，Cu2＋给出孤电子对，NH3提供空轨道
D. 向反应后的溶液加入乙醇，溶液没有发生任何变化，因为[Cu
（NH3）4]2＋不与乙醇发生反应
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解析： 　向硫酸铜溶液中加入氨水，氨水先和硫酸铜反应生
成氢氧化铜蓝色沉淀，离子方程式为Cu2＋＋2NH3·H2O Cu
（OH）2↓＋2N ，继续添加氨水，氨水和氢氧化铜反应生成
深蓝色的配离子[Cu（NH3）4]2＋，离子方程式为Cu（OH）2＋
4NH3·H2O [Cu（NH3）4]2＋＋2OH－＋4H2O，在[Cu
（NH3）4]2＋中，Cu2＋提供空轨道，NH3给出孤电子对。铜离
子和氨水先生成氢氧化铜沉淀，氢氧化铜再和氨水反应生成深
蓝色的配离子[Cu（NH3）4]2＋，所以反应后Cu2＋的浓度减小，
A错误，B正确；
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在[Cu（NH3）4]2＋中，Cu2＋提供空轨道，NH3给出孤电子对，C
错误；[Cu（NH3）4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，
所以向溶液中加入乙醇后析出蓝色晶体[Cu（NH3）4]SO4·H2O，
D错误。
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6. 某化合物与Cu＋结合形成如图所示的离子，则下列说法错误的是
（　　）
A. Cu＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9
B. 该离子中含有极性键、非极性键和配位键
C. 该离子中碳原子的杂化方式有sp2、sp3两种
D. 该离子中无不对称碳原子
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解析： 　Cu原子核外有29个电子，则Cu＋的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d10，A错误；该离子中碳碳键是非极性共价键，碳
氮键是极性键，中心离子Cu＋有空轨道，氮原子提供孤电子对形成
配位键，B正确；碳环上的碳原子含有3个σ键，没有孤电子对，采
用sp2杂化，亚甲基上的碳原子含有4个共价单键，采用sp3杂化，C
正确；该离子中没有一个连接四个不同的原子或基团的碳原子，所
以无不对称碳原子，D正确。
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7. 固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气
体原子的最外层电子结构。则下列有关说法中不正确的是（　　）
A. NH5中既有离子键又有共价键
B. NH5的熔、沸点高于NH3
C. 1 mol NH5中含有5 mol N—H键
D. NH5固体投入少量水中，可产生两种气体
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解析： 　NH5中所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最
外层电子结构，则NH5为NH4H，为离子化合物，既含有离子键又
含有共价键，A正确；常温下NH5为固体，而NH3为气体，显然NH5
的熔、沸点高于NH3，B正确；1 mol NH4H中含有 4 mol N—H键，
C错误；NH4H与水反应能产生氢气和氨气，D正确。
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8. Co3＋的八面体配合物CoClm·nNH3的空间结构如图所示，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
解析： 　由1 mol配合物与AgNO3作用生成 2 mol AgCl可知，1
mol 配合物能电离出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形，所以n＝6－1＝5。
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9. Cu2＋能与NH3、H2O、Cl－等形成配位数为4的配合物。
（1）[Cu（NH3）4]2＋中存在的化学键类型有 （填字
母）。
A. 配位键 B. 极性共价键
C. 非极性共价键 D. 离子键
解析： [Cu（NH3）4]2＋中铜离子与氨分子之间的化学
键是配位键，氨分子内部的化学键是极性共价键。
AB　
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（2）[Cu（NH3）4]2＋具有对称的空间结构，[Cu（NH3）4]2＋ 中
的两个NH3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，则
[Cu（NH3）4]2＋的空间结构为 。
解析： [Cu（NH3）4]2＋的空间结构是平面正方形。
平面正方形　
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（3）某种含Cu2＋的化合物可催化丙烯醇制备丙醛的反应如下：
HOCH2CH CH2 CH3CH2CHO。在丙烯醇分子中发生
某种方式杂化的碳原子数，是丙醛分子中发生同样方式杂化
的碳原子数的2倍，则这类碳原子的杂化方式为 。
解析： HOCH2CH CH2中的C原子，有一个采取sp3
杂化，两个采取sp2杂化。CH3CH2CHO中的C原子有两个采取
sp3杂化，一个采取sp2杂化。
sp2　
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10. 回答下列问题：
（1）若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合
物，则该配合物中提供孤电子对的原子是 。
解析： BCl3分子中B原子发生sp2杂化，形成3个sp2杂
化轨道。B原子未杂化的1个2p轨道为空轨道，所以与X形成
配位键时，X应提供孤电子对。
X　
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（2）NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3， 原子提供孤
电子对， 原子具有接受孤电子对的空轨道。写出
NH3·BF3的结构式，并用“→”表示出配位
键 。
N　
B　
　
解析： NH3中N原子发生sp3杂化，N原子上有一对孤电
子对，BF3中B原子发生sp2杂化，杂化轨道与F原子的p轨道
形成3个共价键，故B原子有一个2p空轨道，可与NH3形成配
位键。
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（3）肼（N2H4）分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2
（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。肼能与硫酸反应生
成N2H6SO4。N2H6SO4晶体中的化学键类型与硫酸铵中的相
同，则N2H6SO4晶体内存在 （填字母）。
a.离子键 b.配位键
c.共价键 d.σ键
解析： N2H6SO4晶体中的化学键类型与硫酸铵中的相
同，则该晶体内存在离子键、共价键、配位键、σ键。
abcd　
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（4）向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Na2[Cu（OH）
4]。不考虑空间结构，[Cu（OH）4]2－ 的结构可用示意图表
示为 。Na2[Cu（OH）4]中除配位键
外，还存在的化学键类型是 （填字母）。
a.离子键 b.金属键
c.极性键 d.非极性键
　
ac　
1
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4
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12
解析： Cu2＋中存在空轨道，而OH－中O原子上有孤电
子对，故OH－与Cu2＋之间以配位键结合。Na2[Cu（OH）4]
为离子化合物，Na＋与[Cu（OH）4]2－ 之间以离子键结合，
O—H键为极性键。
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（5）向氯化铜溶液中加入过量浓氨水，然后加入适量乙醇，溶液
中析出深蓝色的[Cu（NH3）4]Cl2晶体，上述深蓝色晶体中
含有的化学键除普通共价键外，还有 和
。
解析： Cu2＋具有可接受孤电子对的空轨道，N原子提
供孤电子对，Cu2＋与NH3分子之间形成配位键，NH3分子中
N、H原子之间以共价键结合，内界离子[Cu（NH3）4]2＋与
外界离子Cl－以离子键结合。
离子键　
配位
键　
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（1）下列金属的金属键最强的是 （填字母）。
a.Na　 　　b.Mg c.K　 　　d.Ca
b　
11. 回答下列问题：
解析： 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。
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（2）下列分子或离子中不存在配位键的是 （填序号）。
①H3O＋ ②[Al（OH）4]－ ③NH3 ④N
⑤[Cu（H2O）4]2＋ ⑥Ni（CO）4 ⑦Fe（SCN）3
⑧B ⑨CH4
③⑨　
解析：配位键的形成条件是一方能够提供孤电子对，另一方具有能够接受孤电子对的空轨道，CH4、NH3分子中不存在提供空轨道的原子，不存在配位键，选③⑨。
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（3）在配离子[Fe（CN）6]3－中，中心离子的配位数为 ，
提供空轨道的是 ，与其配体互为等电子体的一种微
粒是 。
6　
Fe3＋　
CO、N2、 （写出一种即可）
解析：[Fe（CN）6]3－中，中心离子的配位数为6，Fe3＋提供空轨道，配体为CN－，其等电子体有N2、CO、 等。
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（4）钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，与钛同
周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元
素有 （填元素符号）。现有含Ti3＋的配合
物，化学式为[TiCl（H2O）5]Cl2·H2O。配离子[TiCl
（H2O）5]2＋中的化学键类型是
，该配合物的配体是 。
Ni、Ge、Se　
极性键（或共价键）、配
位键　
H2O、Cl－　
解析：Ti的价电子排布式为3d24s2，未成对电子数为2，同周期基态原子中未成对电子数为2的价电子排布式为3d84s2、4s24p2、4s24p4，即为Ni、Ge、Se。 ]2＋中的化学键有极性键（或共价键）、配位键，配体为H2O、Cl－。
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①AlCl3·NH3和AlC 中均含有配位键。在AlCl3·NH3 中，配
体是 ，提供孤电子对的原子是 ，AlC 中Al
原子采用 杂化。
②气态氯化铝（Al2Cl6）是具有配位键的化合物，分子中原
子间成键关系为 。请将图中你认为是配位
键的斜线上加上箭头。
③NH4BF4（氟硼酸铵）是合成氮化硼纳米管的原料之一。1
mol NH4BF4中含有 mol配位键。
NH3　
N　
sp3　
2　
（5）B和Al均为ⅢA族元素。
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答案： ② 　
解析： ①AlCl3·NH3中，Al3＋提供空轨道，配体为NH3，NH3中的N原子提供孤电子对。AlC 中Al的价电子对数为4＋ ＝4，孤电子对数为0，Al原子杂化类型为sp3杂化。②配位键的箭头指向提供空轨道的一方。氯原子最外层有7个电子，通过一个共用电子对就可以形成一个单键，另有三对孤电子对。所以气态氯化铝（Al2Cl6）中与两个铝原子形成共价键的氯原子中，有一个是配位键，氯原子提供孤电子对，铝原子提供空轨道。③N 中含有1个配位键，B 中含有1个配位键，故1 mol NH4BF4中含有2 mol配位键。
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12. X、Y、Z、W、M、N是原子序数依次增大的前四周期元素，
X的核外电子总数与其电子层数相同；Z和M同主族，W的原
子序数为Y原子价电子数的3倍；基态N2＋的d轨道半充满。由
上述元素中的四种组成的两种化合物常用于合成阻燃材料，其
结构简式如图所示。
1
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12
回答下列问题：
（1）基态W原子的价电子轨道表示式为 ，
其中电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。
　
哑铃　
1
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12
解析：X、Y、Z、W、M、N是原子序数依次增大的前四周
期元素，X的核外电子总数与其电子层数相同，X是H；Z和
M同主族，结合阻燃材料的结构简式，Z和M最外层电子数
是7，Z是F，M是Cl；再结合阻燃材料的结构简式，Y的最
外层电子数可能是3或5，W的最外层电子数是5，W的原子
序数为Y原子价电子数的3倍，那么Y的最外层电子数只能是
5，Y是N，W是P；基态N2＋的d轨道半充满，N是Mn。
（1）基态P原子的价电子排布式为3s23p3，价电子轨道表示
式为 ；其中电子占据最高能级是p能级，电子云轮廓图为哑铃形。
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12
（2）W、M形成的一种化合物以[WM4]＋[WM6]－的形式存在，
其中[WM4]＋的空间结构为 ；[WM6]－中心
原子的价电子对数为 ，下列对[WM6]－中心原子杂化
方式推断合理的是 （填字母）。
a.sp2　　b.sp3 c.sp3d　　d.sp3d2
正四面体形　
6　
d　
解析： [WM4]＋是[PCl4]＋，中心原子P原子的价电子对数为4＋ ＝4，空间结构为正四面体形；[WM6]－是[PCl6]－，中心原子的价电子对数为6＋ ＝6；因此对[PCl6]－中心原子杂化方式推断合理的是sp3d2。
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12
（3）键角比较：YZ3 （填“＞”或“＜”）YM3，判断依
据是


。
＜　
F的电负性最大，吸电子能力最强，所以共用电子偏
向F，N周围只有孤电子对，电子斥力小，键角较小；Cl的
电负性比N小，所以共用电子偏向N，N周围电子斥力大，
键角较大 　
解析：F的电负性最大，吸电子能力最强，所以共用电子偏
向F，N周围只有孤电子对，电子斥力小，键角较小；Cl的电负性比N小，所以共用电子偏向N，N周围电子斥力大，键角较大。
1
2
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9
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12
（4）N2＋能形成配离子为八面体的配合物NMm·nYX3，在该配合
物中，N2＋位于八面体的中心。若含0.5 mol该配合物的溶液
与足量AgNO3溶液反应可生成71.75 g白色沉淀，则该配离
子的化学式为 。
[MnCl（NH3）5]＋　
解析：N2＋为Mn2＋，能形成配离子为八面体的配合物MnClm·nNH3，在该配合物中，Mn2＋位于八面体的中心，则Mn2＋的配位数为6。若含0.5 mol该配合物的溶液与足量AgNO3溶液反应可生成71.75 g白色沉淀（AgCl），71.75 g AgCl的物质的量为0.5 mol，则一个该配合物中外界Cl－为1个，根据电荷守恒，配离子中配体为1个Cl－和5个NH3，
则该配离子的化学式为[MnCl（NH3）5]＋。
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