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(共54张PPT)
[学习目标]
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.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。
3.知道配位键的形成过程。
4.了解配合物在生物、化学等领域的广泛应用。
1.离子键
(1)概念:阴阳离子通过　 　　　形成的化学键。
(2)成键粒子:　 　　和　 　　。
(3)实质:阴、阳离子间的　 　作用,当静电作用中同时存在的引力和斥力达到平衡时,体系的能量　 　,形成稳定的离子化合物。
(4)离子键的特征
①没有　　 　:由于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　 　。
静电作用
阴离子
阳离子
静电
最低
方向性
无关
②没有　 　　: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　 　。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,以达到　 　体系能量的目的。
饱和性
大小
降低
2.金属键
(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)成键微粒:　 　　　　和　 　　　。
(3)本质:金属阳离子和自由电子之间的　　 　　。
(4)特征
①金属键没有　 　性和　 　性。
②金属键中的电子在整个三维空间里运动,属于　 　　　　　。
金属阳离子
自由电子
电性作用
饱和
方向
整块固态金属
(5)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出,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　　移动而形成电流。
③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　　　　　　　　　,把能量由高温处传向低温处。
自由电子
定向
金属阳离子间的碰撞
④金属具有良好的延展性
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。
(6)金属键的强弱
①影响金属键强弱的主要因素有金属的原子半径、金属原子的价电子的数目等。一般而言,金属元素的原子半径越　 ,金属原子的价电子的数目越　 ,金属键越强。
②金属键越强,金属的熔点(沸点)越　 ,硬度一般也越　 。
化学键
小
多
高
大
[正误辨析]　正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)强碱一定是离子化合物,盐也一定是离子化合物。( )
(2)金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子。( )
(3)金属键可以看作许多原子共用许多电子的相互作用,故也有方向性和饱和性。( )
(4)金属晶体是由金属键为基本作用形成的,还含有离子键。( )
×
×
×
×
1.下列变化需克服相同类型作用力的是(　　)
A.冰醋酸和冰受热熔化
B.铜和C60的熔化
C.氯化氢和氯化钾的溶解
D.溴和汞的汽化
解析　冰醋酸和冰都是由分子构成的,在受热熔化时破坏范德华力和氢键,这两种作用力同属于分子间作用力,A正确;铜熔化时破坏金属键,C60熔化时破坏范德华力,B错误;HCl和KCl溶解时,前者破坏共价键,后者破坏离子键,C错误;溴和汞发生汽化时,前者破坏分子间作用力,后者破坏金属键,D错误;故选A。
A
2.(2025·北京市通州区期中)下列关于金属键的“电子气理论”说法不正确的是(　　)
A.金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用
B.金属受外力时,晶体中原子层相对滑动,电子气起润滑作用
C.温度升高,自由电子与金属原子频繁碰撞,使金属电导率降低
D.金属能导电是因为金属在外加电场作用下产生自由电子
解析　金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用,符合“电子气理论”的基本定义,A正确;金属延展性源于原子层滑动时自由电子维持金属键的连续性,电子气确实起润滑作用,B正确;温度升高导致离子振动加剧,阻碍自由电子定向移动,电导率降低,C正确;金属导电是因外加电场使自由电子定向移动,而非“产生”自由电子,自由电子本就存在,D错误;故选D。
D
孤电子对
配位键
相同
2.配位化合物
(1)概念:金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以_______结合形成的化合物。
(2)形成条件
①中心离子或原子:有空轨道,一般是带正电的金属离子,特别是过渡金属离子,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等,但也有电中性的原子等。
②配位体:其中的配位原子(配位体中直接同中心离子或原子配合的原子)有孤电子对。配位体可以是分子,如CO、NH3、H2O等,也可以是离子,如F-、Cl-、Br-、I-、CN-、SCN-、OH-等。
配位键
(3)组成:如[Cu(NH3)4]SO4
配位原子
配体
配位数
3.常见配合物的制备
实验操作 实验现象 有关离子方程式
滴加氨水后,试管中首先出现__________,氨水过量后沉淀逐渐_____,得到深蓝色的透明溶液,滴加乙醇后析出深蓝色晶体
溶液变为______ Fe3++3SCN- Fe(SCN)3
蓝色沉淀
溶解
红色
实验操作 实验现象 有关离子方程式
滴加AgNO3溶液后,试管中出现____________,再滴加氨水后沉淀______,溶液呈________ Ag++Cl-==== AgCl↓、AgCl+2NH3==== [Ag(NH3)2]++Cl-
白色沉淀
溶解
无色
[正误辨析]　正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)配位键实质上是一种特殊的共价键。( )
(2)提供孤电子对的微粒既可以是分子,也可以是离子。( )
(3)有配位键的化合物就是配位化合物。( )
(4)在配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中内界的Cl-均可与AgNO3反应生成AgCl沉淀。( )
(5)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2,1 mol该配合物中含有σ键的数目为14NA。( )
√
√
×
×
×
1.某化合物的结构如图所示,下列关于该化合物的叙述中正确的是(　　)
A.该化合物只含有H、O、N、Ni 4种元素
B.该化合物是配合物,中心离子的配位数是2,配体是N原子
C.该化合物属于配合物,中心原子是N
D.该化合物中含有σ键、π 键、极性键、非极性键、配位键和氢键
D
解析　　由图可知,该化合物中含有C、H、N、O、Ni 5种元素,A项错误;该物质中,Ni2+提供空轨道,氮原子提供孤电子对而形成配位键,所以该物质属于配合物,中心离子为Ni2+,中心离子的配位数是4,N原子是配位原子,B、C两项均错误;该结构中单键属于σ键,C==N键含有1个σ键和1个π 键,且C==N键是极性键,C—C键属于非极性键,N→Ni属于配位键,O—H…O属于氢键,D项正确。
2.(2026·江西多校开学联考)Fe3+可与H2O 、SCN-、F-等配体形成配离子,如[Fe(H2O)6]3+、[Fe(SCN)6]3-、[FeF6]3-。某同学设计了如下实验探究铁的配合物的形成和转化。Fe(NO3)3·9H2O(s)
C
已知:当pH≈0时,铁离子主要以浅紫色的[Fe(H2O)6]3+形式存在。下列说法错误的是(　　)
A.硝酸铁溶液中看不到浅紫色,是因为溶液的pH相对偏高
B.上述实验现象说明配体与Fe3+的结合能力:H2OC.Fe3+的配合物中,Fe3+提供孤电子对,配体提供空轨道
D.等物质的量的[Fe(SCN)6]3-和[Fe(H2O)6]3+所含σ键数相同
解析　硝酸铁溶液中Fe3+水解生成少量H+,pH高于0,故看不到浅紫色是因为pH相对偏高,A正确;溶液Ⅰ{黄色,[Fe(H2O)6]3+可能因水解显黄色}加KSCN变红{生成[Fe(SCN)6]3-},说明SCN-结合能力强于H2O;再加NaF无色{生成[FeF6]3-},说明F-结合能力强于SCN-,故结合能力:H2O < SCN-< F-,B正确;配合物中Fe3+作为中心离子提供空轨道,配体提供孤电子对,C错误;[Fe(H2O)6]3+含6个配位σ键和6×2=12个H—O σ键,共18个σ键;[Fe(SCN)6]3-含6个配位σ键和6×2=12个S—C、C—N σ键,共18个σ键,等物质的量时σ键数相同,D正确;故答案选C。
3.[走进教材]请用配位键理论解释下列事实。
(1)NH3和BF3可以反应生成NH3·BF3: 。(2)H3BO3是一元酸,和强碱反应的离子方程式为H3BO3+OH-==== [B(OH)4]-: 　。
(3)具有酚羟基的物质通常能与氯化铁溶液发生显色反应,其显色原理是苯酚电离出的C6H5O-和Fe3+形成配位键,得到的H3[Fe(OC6H5)6]显紫色,实验发现对羟基苯甲酸不能与氯化铁发生显色反应,试从化学平衡角度解释其原因是______________________
　。
NH3中氮原子提供孤电子对,BF3中硼原子提供空轨道,形成配位键
OH-中氧原子提供孤电子对,H3BO3中硼原子提供空轨道,形成配位键
对羟基苯甲酸中羧基电离出的H+抑制酚羟基的电离,从而使其与Fe3+的配位能力下降
1.配合物内界中σ键数目的判断
内界中σ键数=配体内的σ键数×配体个数+配位键数。例如:配合物[Co(NH3)4Cl2]Cl内界中的σ键数为3×4+4+2=18。
2.配合物中配位数的判断
(1)配位数可以等同于中心离子(或原子)与配位原子形成配位键的数目。如[Cu(NH3)4]2+中Cu2+的配位数为4,[Cr(H2O)5Cl]Cl2中Cr3+的配位数为6。
(2)当中心离子(或原子)与多基配体配合时,配位数可以等同于配位原子的数目,但不是配体的数目。
[归纳总结]
如中的配体属于双基配体,Cu2+的配位数是4而不是2。
如 中的配体属于双基配体,Cu2+的配位数是4而不是2。
1.(2025·陕西卷)下列对物质性质的解释错误的是(　　)
C
选项 物质性质 解释
A 氯化钠熔点高于氯化铯 氯化钠离子键强于氯化铯
B 碘易溶于四氯化碳 碘和四氯化碳都是非极性分子
C 草酸氢钠溶液显酸性 草酸氢根离子水解程度大于电离程度
D 离子液体导电性良好 离子液体中有可移动的阴、阳离子
解析　氯化钠和氯化铯均为离子晶体,阴、阳离子所带电荷数相同,而离子半径:Na+2.(2025·河南卷)某同学设计以下实验,探究简单配合物的形成和转化。
D
下列说法错误的是(　　)
A.②中沉淀与④中沉淀不是同一种物质
B.③中现象说明配体与Cu2+的结合能力:NH3>H2O
C.④中深蓝色物质在乙醇中的溶解度比在水中小
D.若向⑤中加入稀硫酸,同样可以得到黄绿色溶液
解析　向CuSO4溶液中加入氨水生成蓝色Cu(OH)2沉淀,继续滴加过量氨水,Cu(OH)2沉淀转化为[Cu(NH3)4]SO4深蓝色溶液,再加入乙醇,可以降低[Cu(NH3)4]SO4的溶解度,使[Cu(NH3)4]SO4·H2O析出,过滤后洗涤可得到[Cu(NH3)4]SO4·H2O深蓝色固体,向[Cu(NH3)4]SO4·H2O固体中加入过量浓盐酸,[Cu(NH3)4]SO4·H2O固体溶解,转化为[CuCl4]2-黄绿色溶液。由上述分析知,②中沉淀为Cu(OH)2,④中沉淀为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,二者不是同一种物质,A正确;③中现象说明向CuSO4溶液中{含有[Cu(H2O)4]SO4}加入过量氨水,[Cu(H2O)4]SO4可以转化为[Cu(NH3)4]SO4,说明配体与Cu2+的结合能力:NH3>H2O,B正确;向[Cu(NH3)4]SO4深蓝色溶液中加入乙醇,可以降低[Cu(NH3)4]SO4的溶解度,使[Cu(NH3)4]SO4·H2O析出,即④中深蓝色沉淀在乙醇中的溶解度比在水中的小,C正确;向⑤中深蓝色固体中加入过量浓盐酸,[Cu(NH3)4]SO4固体
3.(1)(2025·北京卷)[Mg(NH3)6]Cl2的配体中,配位原子是 　　　　。
(2)(2024·上海卷)将该二聚体溶于CH3CN中生成[Al(CH3CN)2Br2]Br(结构如图所示),已知配离子的结构为四面体形,则其中心原子的杂化方式为　　　　,其中配体是　　 　　;1 mol该配合物中有　　　　 mol σ键。
Br-
(3)(全国乙卷)三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+ 中提供电子对形成配位键的原子是　　　　　　　　　,中心离子的配位数为　　　　　　。
N　
sp3
CH3CN、Br-
14　
N、O、Cl
6
[夯基固本练]
C
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1.(2025·新疆兵团地州学校期末)化学键的形成与原子结构有关,主要通过原子的价电子的转移来实现。下列关于化学键的说法错误的是(　　)
A.纯净物中不一定含有化学键
B.含有离子键的物质一定是离子化合物
C.仅由非金属元素形成的化合物中不可能含有离子键
D.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同
解析　稀有气体为单原子分子,其中不含有化学键,则纯净物中不一定含有化学键,A正确;含离子键的化合物一定为离子化合物,离子化合物中一定含离子键,B正确;仅由非金属元素形成的化合物,比如氯化铵为离子化合物,含有离子键,C错误;纯碱和烧碱都是离子化合物,熔化时破坏的都是离子键,D正确;故选C。
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2.下列说法正确的是(　　)
A.因为离子键无方向性,所以阴、阳离子的排列是没有规律的、随意的
B.通过共价键形成的分子,其原子最外层一定都达到8电子稳定结构
C.只含有共价键的物质在任何状态下都不导电
D.含有离子键的物质一定是离子化合物,但含有共价键的物质可能是离子化合物、共价化合物或单质
解析　离子键无方向性,但是为了使物质的能量最低,体系最稳定,阴阳离子的排列也是有规律的,不是随意的,A项错误;通过共价键形成的分子,成键原子的最外层不一定都达到8电子稳定结构,如H2O分子中,H达到2电子稳定结构,B项错误;有些共价化合物(如HCl等)在水溶液中能电离出离子而导电,C项错误。
D
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3.如图是金属晶体内部的金属键模型示意图,仔细观察并解释金属导电的原因(　　)
B
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A.金属能导电是因为含有金属阳离子
B.金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用下做
定向运动
C.金属能导电是因为含有电子且无规则运动
D.金属能导电是因为金属阳离子和自由电子的相互作用
解析　金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用下做定向运动,形成电流。
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4.下列关于金属的叙述中,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里做自由运动
B
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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。金属键是金属阳离子与自由电子之间强的静电作用,A正确;根据分析,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,金属键无饱和性和方向性,B错误;根据分析,金属键无饱和性和方向性,C正确;根据分析,构成金属的“自由电子”在整个金属内部的三维空间里做自由运动,D正确;故选B。
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A
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6.(2025·长春市东北师范大学附属中学期中)存粹的典型晶体是不多的,大多数晶体是它们之间的过渡晶体,下列说法错误的是(　　)
A.化学键中离子键成分的百分数;NaCl>Na2S>Na3P
B.第ⅢA~ⅦA族元素的单质,从上到下,随原子序数增加,共价键向金属键过渡
C.第三周期元素的氯化物从左到右离子键向共价键过渡,其中AlCl3是共价化合物
D.分子晶体中,成键元素的电负性差越大,分子的极性越大
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D
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解析　电负性:Cl>S>P,因此Na与Cl、S、P电负性差值逐渐减小,离子键成分的百分数逐渐减小,故A正确;第ⅢA~ⅦA族元素,从上到下,随原子序数增加,金属性增强,非金属性减弱,其单质中的化学键由共价键向金属键过渡,故B正确;第三周期元素,从左往右电负性逐渐增大,与Cl的电负性差值逐渐减小,形成的化学键由离子键向共价键过渡,其中AlCl3是共价化合物,故C正确;分子晶体中,成键元素的电负性差越大,分子的极性不一定越大,如CO2是极性键构成的非极性分子,故D错误。
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[能力技能练]
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A
7.(2025·六盘水市期末)物质的结构决定其性质。下列对事实的解释正确的是(　　)
选项 事实 解释
A BF3与NH3形成配合物[NH3·BF3] BF3中的B有空轨道接受NH3中N的孤电子对
B 熔点:NH3>PH3 键能:N—H键大于P—H键
C KHSO4为离子晶体
D FCH2COOH 的酸性大于CH3COOH FCH2COOH 的相对分子质量大于CH3COOH
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8.(2025·泉州市第七中学返校摸底)铂的配合物E 是一种抗癌药,可由K2PtCl4进行合成,合成路线如图所示:
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A
已知:配合物B 与CH3NH2按物质的量之比为1∶2发生反应。
下列说法错误的是(　　)
A.配合物B的中心原子Pt 的杂化类型为sp3杂化
B.配合物C中取代I-的两个CH3NH2处于邻位
C.与Pt2+的配位能力:Cl-D.D→E由于AgI 沉淀的生成,可促进D 的解离
解析　配合物B为[PtI4]2-,题目明确其为平面结构,四配位平面结构的Pt2+杂化类型不为sp3,A错误;配合物B与CH3NH2按1∶2反应,取代2个I-生成C,平面四边形四配位配合物的二取代产物中,顺式(邻位)异构体后续可被双齿配体(如丙二酸)螯合,而反式不能,结合D到E的结构(丙二酸螯合),可推知C中两个CH3NH2处于邻位,B正确;K2PtCl4与过量KI反应生成[PtI4]2-,说明I-能取代Cl-,即[PtI4]2-更稳定,故I-与Pt2+的配位能力强于Cl-,C正确;D→E中,Ag2CO3提供Ag+,Ag+与D解离出的I-生成难溶AgI沉淀,降低I-浓度,促进D解离以补充I-,使反应正向进行,D正确;故选A。
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9.已知[Co(H2O)6]2+呈粉红色,[CoCl4]2-呈蓝色,[ZnCl4]2-为无色。现将CoCl2溶于水,加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,存在以下平衡:
[Co(H2O)6]2++4Cl- [CoCl4]2-+6H2O　ΔH
用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下:
以下结论和解释正确的是(　　)
A.等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数之比为3∶2
B.由实验①可推知ΔH<0
C.实验②是由于c(H2O)增大,导致平衡逆向移动
D.由实验③可知配离子的稳定性,[ZnCl4]2->[CoCl4]2-
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D
解析　　二者σ键数之比为(6+2×6)∶4=9∶2,A错误;将蓝色溶液置于冰水浴中,温度降低,溶液变为粉红色,说明[CoCl4]2-转化为[Co(H2O)6]2+,平衡逆向移动,正向反应是吸热反应,ΔH>0,B错误;实验②中加水稀释,体系中各离子的浓度都减小,平衡朝着增大溶液中总离子浓度的方向(逆向)进行,水是纯液体,无所谓浓度,C错误;加少量ZnCl2固体,蓝色溶液变成粉红色,说明平衡逆向移动,原因是Zn2+结合Cl-生成[ZnCl4]2-,导致c(Cl-)减小,由此可知配离子的稳定性:[ZnCl4]2->[CoCl4]2-,D正确。
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[素养提升练]
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10.(2025·青岛市期末改编)铁的配合物呈现不同的颜色,可用于离子检验。H2O、Cl-、F-、SCN-、邻二氮菲等微粒则是常见的配体。某同学为探究铁的配合物及转化,进行如下实验:
Fe(NO3)3·9H2O(s) 溶液2(红色)
溶液3(无色)
已知:①Fe3+在水中易水解生成[Fe(OH)]2+而显黄色,在酸性溶液中的水解程度很弱;
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②[Fe(H2O)6]3+为浅紫色、[FeCl4]-为黄色、[Fe(SCN)6]3-为红色、[FeF6]3-为无色。
回答下列问题。
(1)基态Cl原子的价电子轨道表示式为　　 　　。处于激发态的微粒能够发射光谱。下列状态的铁原子或离子中,能用原子发射光谱捕捉以鉴别铁元素的是________　　　　(填字母)。
A.[Ar]3d64s2 B.[Ar]3d44s1
C.[Ar]3d6 D.[Ar]3d54s1
(2)[Fe(H2O)6]3+中,中心离子为　　　　　,配位原子是　　　　,配位数为　　　　　,为了能更好地观察到溶液1中的浅紫色,可向该溶液中加入　　　　(填字母)。
A.HCl B.H2O
C.HNO3 D.NaOH
BD
Fe3+　
O　
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C
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(3)1 mol [Fe(SCN)6]3-含有σ键的物质的量为　　　　　　 mol。相同条件下,F-的配位能力　　　　SCN-(填“强于”或“弱于”),能说明这一结论的现象为　　　　　　　　　　　 　　　。若向溶液3中加入足量的KSCN固体,溶液再次变为红色,则说明影响离子配位能力的因素有　　　 　　。
(4)Fe2+可与邻二氮菲形成稳定的橙红色的配合物,邻二氮菲结构如图。邻二氮菲中N原子的价层孤电子对占据　　 　轨道。
　　sp2杂化
18　
强于　
步骤③加入NaF溶液后,溶液呈无色
溶液的酸碱性、浓度和配体种类
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解析　(1)基态Cl原子的价电子为3s23p5,其轨道表示式为 ;[Ar]3d64s2为基态铁原子;[Ar]3d44s1为Fe3+的基态[Ar]3d5中一个3d轨道电子激发到4s轨道;[Ar]3d6为Fe2+的基态;[Ar]3d54s1为Fe2+的基态[Ar]3d6中一个3d轨道电子激发到4s轨道,答案选BD;(2)[Fe(H2O)6]3+中Fe3+提供空轨道、O提供孤电子对形成配位键,中心离子为Fe3+,配位原子是O,配位数为6;为了观察到浅紫色,需要除去黄色,即抑制铁离子的水解,所以可向溶液中加稀硝酸,加稀盐酸会生成黄色的[FeCl4]-,加入水会促进水解,加入氢氧化钠会产生氢氧化铁沉淀,故加入HNO3;(3)SCN-中有2个σ键,配位键也是σ键,1 mol [Fe(SCN)6]3-含有σ键的物质的量为18 mol。相同条件下,根据题目实验现象,步骤①加水溶解硝酸铁晶体形成[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n配合物,在步骤②中加入KSCN溶液后显红色,说明形成[Fe(SCN)6]3-,SCN-配位能力强于H2O;(4)邻二氮菲为平面结构,N采用sp2杂
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化,环上N原子2个sp2杂化轨道上电子形成σ键,1个p轨道电子形成π键,另外一个sp2杂化轨道上有一对孤电子对,形成配位键,故N原子的孤电子对占据一个sp2杂化轨道。

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