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請你思考！ 運用核外電子排布的知識和化學(xué)鍵知識分析氯化鈉的形成過程。
第二章 微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)
第 3 節(jié) 離子鍵、配位鍵與金屬鍵
課時1 離子鍵、金屬鍵
離子鍵、配位鍵、金屬鍵以及本章前兩節(jié)所學(xué)的共價鍵共同構(gòu)成了化學(xué)鍵（原子之間的強相互作用）的完整知識體系離子鍵和金屬鍵決定著離子化合物和金屬的成鍵方式并影響物質(zhì)的性質(zhì)，而配合物在生命科學(xué)、材料科學(xué)以及催化合成等方面有著重要的意義。因此，學(xué)習(xí)以上三種化學(xué)鍵的成鍵實質(zhì)、成鍵特征，對全面了解微觀原子的相互作用、了解化學(xué)學(xué)科在高科技領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用大有益處。教材在認識共價鍵的基礎(chǔ)上，從成鍵過程和成鍵特征（方向性和飽和性）上采用對比方式介紹離子鍵的內(nèi)容;在共價鍵的基礎(chǔ)上，從共用電子對不同形成方式的角度簡單介紹配位鍵的形成和配合物的意義;通過金屬的特征性質(zhì)引出金屬鍵并學(xué)以致用，解釋金屬的特性。
在氯化鈉晶體中，Na+和Cl- 間存在哪些力？
在氯化鈉晶體中的作用力
Na+離子和Cl-離子原子核和核外電子之間的靜電相互吸引作用,
陰陽離子間電子與電子、原子核與原子核間的相互排斥作用,
當(dāng)陰陽離子接近到某一定距離時，吸引和排斥作用達到平衡，陰陽離子間形成穩(wěn)定的離子鍵。
Na+和Cl-（帶異性電荷）間的相互吸引作用
電子與電子、原子核與原子核間（帶同性電荷）的相互排斥作用
1. 概念：陰、陽離子通過靜電作用而形成的化學(xué)鍵叫做離子鍵。2. 成鍵粒子：陰、陽離子。3. 成鍵本質(zhì)：陰、陽離子之間的相互作用（靜電吸引和靜電排斥）。4. 成鍵原因： ①原子相互得失電子形成穩(wěn)定的陰陽離子； ②離子間吸引與排斥處于平衡狀態(tài)； ③體系的總能量降低。
請你思考！ 請嘗試判斷下列哪些原子之間可以形成離子鍵，并說明你的判斷依據(jù)。
Cs Mg K H F Cl S O
原子得失電子的能力可以用電負性表示，以上元素的電負性數(shù)據(jù)如下： Cs 0.7 Mg 1.2 K 0.8 H 2.0 F 4.0 Cl 3.0 S 2.5 O 3.5根據(jù)以上數(shù)據(jù)驗證你的結(jié)論是否符合？
一般而言，電負性較大的非金屬元素的原子容易獲得電子形成陰離子，電負性較小的金屬元素的原子容易失去價電子形成陽離子。
當(dāng)成鍵原子所屬元素的電負性的差值大于1.7時，原子間可以形成離子鍵。
一種離子可以對不同方向的帶異性電荷離子產(chǎn)生吸引作用。
1個氯離子同時受6個鈉離子共同吸引
1個鈉離子同時受6氯離子個共同吸引
1個氯離子同時吸引6個鈉離子；1個鈉離子同時吸引6個氯離子
每個Cs+同時吸引8個 Cl-，每個Cl-同時吸引8個Cs+。
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(shù)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。
離子半徑比值的不同，使得離子周圍所能容納的帶異性電荷離子的數(shù)目不同。
離子鍵沒有方向性和飽和性，因此在以離子鍵相結(jié)合的化合物所形成的晶體中，每個離子周圍盡可能多地排列帶異性電荷的離子，這種情況下體系能量更低。
請你思考！ 為什么從 AgCl到 Agl，實測鍵長與離子半徑之和的差距在逐漸增大，難溶性隨之增加?這些變化的本質(zhì)原因是什么?
從表面上看，鹵化銀是由帶正電荷的Ag＋和帶負電荷的X－通過離子鍵結(jié)合形成的，應(yīng)當(dāng)是離子化合物，但實際上并非如此
這是因為，基本上呈球形對稱的離子本身所帶有的電荷會形成一個電場
在相互的電場作用下，陰、陽離子中的電子分布會發(fā)生相對偏移。這種在電場的作用下產(chǎn)生的離子中電子分布發(fā)生偏移的現(xiàn)象稱為離子極化。
離子極化可能導(dǎo)致陰、陽離子的外層軌道發(fā)生重疊，從而使得許多離子鍵不同程度地顯示共價性，繼而導(dǎo)致鍵長縮短、鍵能增加，甚至出現(xiàn)鍵型變異。
對于鹵素陰離子而言，從F－到I－半徑增大，在具有較強極化能力的Ag＋的極化下，AgX的鍵型由離子鍵(AgF)向共價鍵過渡，AgI已成為以共價鍵為主的結(jié)構(gòu)，因而從AgF到AgI，鹵化物的性質(zhì)發(fā)生了一定的變化。
請你思考！ 回憶所學(xué)知識，列舉金屬的通性有哪些？
金屬光澤、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性 等
金屬為什么具有這些共同性質(zhì)呢?
請你思考！ 為什么金屬元素的原子之間會產(chǎn)生如此強的相互作用？這種相互作用的實質(zhì)是什么？
通過實驗測知，將1 ml Cu、1 ml Fe、1ml W轉(zhuǎn)變成氣態(tài)原子，需吸收的能量分別為 306.7 kJ、340.2 kJ和 824.0 kJ，因此金屬銅、金屬鐵、金屬鎢的熔點分別高達1083℃、1 538℃和3 422 C。這說明由金屬元素的原子構(gòu)成的金屬單質(zhì)內(nèi)存在一種強烈的相互作用。
金屬元素的電負性和電離能較小，金屬原子的價電子容易脫離原子核的束縛。在固態(tài)金屬中，金屬原子失去的電子在所形成的金屬陽離子之間“自由”運動，成為“自由電子”。正是由于在整塊固態(tài)金屬中不停運動的“自由電子”與金屬陽離子之間的相互作用，使得體系的能量大大降低。
這種“自由電子”和金屬陽離子之間的強的相互作用，叫作金屬鍵（metallic bnd）
電子在整個三維空間運動，屬于整塊固態(tài)金屬，被所有原子所共用，從而把所有的原子維系在一起。
金屬陽離子和自由電子之間的強烈的相互作用。
金屬陽離子和自由電子。
電性作用——特殊形式的共價鍵
（1）無方向性和飽和性
（2）電子在整個三維空間運動，屬于整塊固態(tài)金屬
金屬鍵可以看成是由許多個原子共用許多個電子形成的，所以有人將金屬鍵視為一種特殊形式的共價鍵。
請你思考！金屬不透明，但具有金屬光澤的原因是什么？
因為固態(tài)金屬中有“自由電子”，所以當(dāng)可見光照射到金屬表面上時，“自由電子”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。
請你思考！金屬為什么易導(dǎo)電？
當(dāng)把金屬導(dǎo)線分別接到電源的正、負極時，有了電勢差，“自由電子”就能沿著導(dǎo)線由電源的負極向電源的正極流動而形成電流，使金屬表現(xiàn)出導(dǎo)電性。
請你思考！金屬為什么易導(dǎo)熱？
當(dāng)金屬中存在溫度差時，不停運動著的“自由電子”通過自身與金屬陽離子之間的碰撞，將能量由高溫處傳向低溫處，使金屬表現(xiàn)出導(dǎo)熱性。
請你思考！ 金屬為什么具有較好的延展性？
由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒有方向性，各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂。
在金屬中，金屬原子或離子在空間是按照一定的規(guī)律周期性重復(fù)排列的。金屬中的電子與金屬離子的相互作用是與金屬原子的排列密切相關(guān)的，而且電子之間也存在著相互作用。因此，金屬中的"自由電子"會受到各種束縛，實際上不可能在金屬中"完全自由"運動。
近代建立的分子軌道理論認為，金屬中的 N個原子的每一種能量相同的原子軌道通過組合形成 N個屬于整個金屬的分子軌道。由于N值很大，這N個分子軌道形成一個能帶。
金屬鈉的 1s、2s、 2p、3s軌道各自形成一個能帶，每個能帶中所填充的電子在整個金屬中運動;各個能帶按能量高低順序排列起來構(gòu)成能帶結(jié)構(gòu)。
充滿電子的能帶稱為滿帶
部分填充電子的能帶稱為導(dǎo)帶
沒有填充電子的能帶稱為空帶
各能帶之間的間隔不能填充電子而稱為禁帶
能帶理論能很好地解釋金屬的性能，成為研究金屬結(jié)構(gòu)的主要工具。
例如，導(dǎo)體的特征是具有導(dǎo)帶;絕緣體的特征是只有滿帶和空帶，而且禁帶很寬;半導(dǎo)體也只有滿帶和空帶，但禁帶窄，當(dāng)受到光或熱的激發(fā)時，滿帶中的部分電子可以躍遷到空帶中從而導(dǎo)電。另一方面，半導(dǎo)體摻雜后，由于外層能帶結(jié)構(gòu)的變化而成為導(dǎo)體。例如，純硅晶體通常不導(dǎo)電，但是摻雜后可以分別成為n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體。
1、下列說法正確的是（ ）A.含有金屬元素的化合物一定是離子化合物B.第IA族和第VIIA族原子化合時，一定形成離子鍵C.由非金屬元素形成的化合物一定不是離子化合物D.活潑金屬與非金屬化合時，能形成離子鍵
2. 下列物質(zhì)中屬于離子化合物的是 ( ) A．硝酸 B．氨氣 C．氯化銨 D．氯化氫 3. 下列物質(zhì)中，含有離子鍵的是（ ）A．HCl　 　B．H2O2 C．K2O D．H2SO4
4、具有下列選項中電負性數(shù)值的兩種元素的原子，最容易形成離子鍵的是（ ） A．4.0和1.0 B．3.5和1.0 C．1.8和2.5 D．4.0和0.8
5.一般認為，如果兩個成鍵元素的電負性相差大于1.7，它們通常形成離子鍵；如果兩個成鍵元素的電負性相差小于1.7，它們通常形成共價鍵。查閱下列元素的電負性數(shù)值，判斷下列化合物：①NaF?、贏lCl3?、跱O?、躆gO?、軧eCl2　⑥CO2(1)屬于共價化合物的是_________。(2)屬于離子化合物的是______。
6.下列有關(guān)金屬鍵和金屬性質(zhì)的說法中，錯誤的是（ ）。A. 金屬鍵沒有飽和性和方向性B. 金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間存在的強烈的相互作用C. 自由電子吸收可見光后又迅速釋放，使金屬具有不透明性和金屬光澤D. 金屬的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性都是通過自由電子的定向運動實現(xiàn)的

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第3節(jié) 離子鍵、配位鍵與金屬鍵

版本： 魯科版 (2019)

年級： 選擇性必修2

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