資源簡介

2.3.1 離子鍵、配位鍵與金屬鍵
考點1 離子鍵
1．概念 陰、陽離子通過靜電作用形成的化學鍵。
2．形成過程
3．實質
陰、陽離子之間的靜電作用。當靜電作用中同時存在的靜電引力和靜電斥力達到平衡時，體系的能量最低，形成穩定的離子化合物。
(1)靜電引力是指陰、陽離子之間的異性電荷吸引力。
(2)靜電斥力包括陰、陽離子的原子核、核外電子之間的斥力。
(3)影響靜電作用的因素
根據庫侖定律，陰、陽離子間的靜電引力(F)與陽離子所帶電荷(q＋)和陰離子所帶電荷(q－)的乘積成正比，與陰、陽離子的核間距離(r)的平方成反比。
F＝k(k為比例系數)
4．形成條件
一般認為當成鍵原子所屬元素的電負性差值大于1.7時，原子間才有可能形成離子鍵。
5．特征
(1)沒有方向性：離子鍵的實質是靜電作用，離子的電荷分布通常被看成是球形對稱的，因此一種離子對帶異性電荷離子的吸引作用與其所處的方向無關。
(2)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離子數目的多少，取決于陰、陽離子的相對大小。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，以達到降低體系能量的目的。
1離子鍵的存在
只存在于離子化合物中：大多數鹽、強堿、活潑金屬氧化物過氧化物如Na2O2、氫化物如NaH和NH4H等。
2離子鍵的實質是“靜電作用”。這種靜電作用不僅是靜電引力，而是指陰、陽離子之間靜電吸引力與電子與電子之間、原子核與原子核之間的排斥力處于平衡時的總效應。
3離子電荷、離子半徑是影響離子鍵強弱的重要因素。陰、陽離子所帶的電荷越多，離子半徑越小核間距越小，靜電作用越強，離子鍵越強。
考點2 配位鍵和配合物
1．配位鍵的形成
(1)用電子式表示NH3、NH的形成
①N原子與H原子以共價鍵結合成NH3分子：
；
②NH3分子與H＋結合成NH：
。
(2)②中共價鍵的形成與①相比較的不同點：②中形成共價鍵時，N原子一方提供孤對電子，H＋提供空軌道。
(3)配位鍵的概念及表示方法
①概念：成鍵原子一方提供孤電子對，另一方提供空軌道形成的共價鍵。
②表示方法：配位鍵常用A―→B表示，其中A是提供孤電子對的原子，B是接受孤電子對或提供空軌道的原子。
(4)配位化合物的概念：由提供孤對電子的配位體與接受孤對電子的中心原子以配位鍵結合形成的化合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均為配位化合物，簡稱配合物。
2．配合物的制備與應用
(1) 配合物的形成
在盛有2 mL 0.1 mol·L－1的CuSO4溶液中，逐滴加入過量的濃氨水，觀察到的現象是先生成藍色沉淀，繼續加氨水，沉淀溶解，最后變為藍色透明溶液。反應的離子方程式是
①Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH；
②Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。
(2)制備銀氨溶液
往潔凈的試管中加入1mL2%硝酸銀溶液，然后邊振蕩邊逐滴滴入2%稀氨水，直到最初產生的的沉淀剛好溶解為止。①Ag＋＋NH3·H2O===AgOH＋NH
②AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O
(3)[Cu(NH3)4]2＋(配離子)的形成：
氨分子中氮原子的孤對電子進入Cu2＋的空軌道，Cu2＋與NH3分子中的氮原子通過共用氮原子提供的孤對電子形成配位鍵。配離子[Cu(NH3)4]2＋可表示為(如圖所示)。
(4)有些配合物顯現出特征顏色，從而可用于物質的檢驗。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血紅色的，反應的離子方程式如下：
Fe3＋＋nSCN－===[Fe(SCN)n]3－n
(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。
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。
（6）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，血紅素中的Fe2＋與CO分子形成的配位鍵比Fe2＋與O2分子形成的配位鍵強，因此血紅素中的Fe2＋與CO分子結合后，就很難再與O2分子結合，血紅素失去輸送氧氣的功能，從而導致人體CO中毒。
常見提供空軌道的微粒：過渡金屬的原子或離子，如Fe、Ni、Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋、Al3＋等。
常見提供孤對電子的微粒：H2O、NH3、CO；X－(F－、Cl－、Br－、I－)、OH－、SCN－、CN－等
考點3 金屬鍵
1．金屬鍵的概念及其實質
(1)概念：金屬中金屬陽離子和自由電子之間存在的強烈相互作用。
(2)成鍵微粒：金屬陽離子和自由電子。
(3)本質：金屬陽離子和自由電子之間的電性作用。
2．金屬鍵的特征
(1)金屬鍵沒有共價鍵所具有的飽和性和方向性。
(2)金屬鍵中的電子在整個三維空間運動，屬于整塊固態金屬。
3．用金屬鍵理論解釋金屬的下列物理性質
(1)金屬不透明，具有金屬光澤。
答案　當可見光照射到金屬表面上時，固態金屬中的“自由電子”能夠吸收所有頻率的光并很快放出，使得金屬不透明并具有金屬光澤。
(2)金屬具有良好的延展性。
答案　金屬鍵沒有方向性，當金屬受到外力作用時，金屬原子間發生相對滑動而不會破壞金屬鍵，金屬發生形變但不會斷裂，故金屬具有良好的延展性。
(3)金屬具有良好的導電性。
答案　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”發生定向移動而形成電流，使金屬表現出導電性。
(4)金屬具有良好的導熱性。
答案　當金屬中有溫度差時，通過不停運動著的“自由電子”與金屬陽離子間的碰撞，把能量由高溫處傳向低溫處，使整塊金屬表現出導熱性。
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