配位键课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,三种化学键比较,离子键,共价键,金属键,成键本质与微粒,判断存在,键强度,判断,证明,存在,阴阳离子强烈静电作用,原子间通过共用电子对产生强烈作用,a,、活泼金属与活泼非金属的化合物。,b,、活泼金属阳离子,(,或,NH,4,+,),与酸根离子之间,c,、活泼金属阳离子与,OH,-,之间。,存在于非金属元素之间，也存在于部分金属元素与非金属元素之间,离子半径和电荷,成键原子,半径,固体不导电熔化导电,熔化不导电,金属共同的物理性质：,通常有金属光泽、不透明，有良好的导电性、导热性、延性和展性等。,金属为什么具有这些共同性质呢,?,1,、金属键及其实质,问题：,构成金属晶体的粒子有哪些？,补充一、金属与金 属 键,（,2,）组成粒子：,金属阳离子和自由电子。,金属离子和自由电子之间的,静电作用,。,（,1,）定义：,（,3,）实质：,“,自由电子”和金属阳离子之间存在的强的相互作用。,（,4,）特征：,无方向性、无饱和性；,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,、金属键与金属性质,（,2,）金属导电性的解释,在金属晶体中，充满着带负电的“自由电子”，在外加电场的条件下“自由电子”就会发生定向移动，因而形成电流，所以金属容易导电。,（,1,）金属不透明、具有光泽性的解释,由于金属中有“自由电子”，所以当可见光照射到金属表面上时，“自由电子”能够吸收所有频率的光并很快放出，使得金属不透明并具有金属光泽。,（,3,）金属导热性的解释,当金属中有温度差时，不停运动着的“自由电子”通过它们与金属阳离子间的碰撞，把能量由高温处传向低温处，使金属表现出导热性。,（,4,）金属延展性的解释,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，但不会改变原来的排列方式，弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以在各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。因此，金属都有良好的延展性。,不同的金属在某些性质方面，如密度、硬度、熔点等又表现出很大差别。这与金属原子本身、晶体中原子的排列方式等因素有关。,学海无涯,物质的导电性,1,、金属晶体的形成是因为晶体中存在（）,A.,金属离子间的相互作用,B,金属原子间的相互作用,C.,金属离子与自由电子间的相互作用,D.,金属原子与自由电子间的相互作用,C,当堂巩固,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可发生定向移动,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,B,3,在金属中，自由移动的电子所属的微粒（）,A,与电子最近的金属阳离子,B,整块金属的所有金属阳离子,C,在电子附近的金属阳离子,D,与电子有吸引力的金属阳离子,4,组成金属晶体的微粒 （）,A,金属原子,B,金属阳离子和电子,C,金属原子和电子,D,阳离子和阴离子,B,B,三种化学键比较,离子键,共价键,金属键,成键本质与微粒,判断存在,键强度,判断,证明,存在,阴阳离子强烈静电作用,原子间通过共用电子对产生强烈作用,金属离子与自由电子产生强烈作用,a,、活泼金属与活泼非金属的化合物。,b,、活泼金属阳离子,(,或,NH,4,+,),与酸根离子之间,c,、活泼金属阳离子与,OH,-,之间。,存在于非金属元素之间，也存在于部分金属元素与非金属元素之间,金属单质与合金中,离子半径和电荷,成键原子,半径,金属离子半径和电荷,固体不导电熔化导电,熔化不导电,固态熔化都能导电,补充二：共,价键理论的要点,1.,电子配对原理,2.,最大重叠原理,两原子各自提供,1,个自旋方向相反的电子彼此配对。,两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。,相互靠拢,(a)s-s,键的形成,(1),键的形成,键的,特征,：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为,轴对称。,补充二、共价键,(b)s-p,键的形成,未成对电子的,电子云相互靠拢,电子云相互重叠,(c)p-p ,键的形成,未成对电子的,电子云相互靠拢,电子云相互重叠,(2),键的形成,电子云重叠,键的电子云,键的,电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征为,镜像对称,。,未成对电子的,电子云相互靠拢,小结,项 目,键型,键,键,成键方向,电子云形状,牢固程度,成键判断,规律,沿轴方向,“,头碰头”,平行方向,“,肩并肩”,轴对称,镜像对称,强度大，,不易断裂,强度较小，易断裂,共价单键是,键，共价双键中一个是,键，另一个是,键，共价三键中一个是,键，另两个为,键。,二、键参数,-,键能、键长与键角,1,、键能,键能是气态基态原子形成,1mol,化学键释放的最低能量。,例如,:,形成,1molH-H,键释放的最低能量为,436.0kJ,形成,1molN N,键释放的最低能量为,946kJ,这些能量就是相应化学键的键能,通常取正值,.,某些共价键的键能,键能越大,即形成化学键时放出的能量越多,意味着这个化学键越稳定,越不容易被打断,.,某些共价键键长,（,1pm=10,12,m,）,2,、键长,键长,是衡量共价键稳定性的另一个参数，是形成共价键的两个原子之间的核间距。,键长越短，键能越大，共价键越稳定。,键长与键能的关系？,3,、键角,在原子数超过,2,的分子中，两个共价键之间的夹角称为,键角,。,注,:,(1),多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。,(2),键角是描述分子立体结构的重要参数,分子的许多性质都与键角有关。,键长越长，键能越小，键越易断裂，化学性质越活泼。,3,、通过上述例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？,2,、,O,2,、,F,2,跟,H,2,的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实,?,键能大小是：,F-HO-H,CO,分子和,N,2,分子的某些性质,三、,等电子原理：,原子总数相同、价电子总数相同的分子具有,相似的化学键特征，它们的许多性质是相近,的,1,、配位键,一个原子提供一对电子，与另一个接受电子的原子形成的化学键。即：成键的两个原子一方提供,孤对电子,，一方提供,空轨道,而形成的,化学键,。,3,、配位键和配合物,（,2,）形成的条件：,一个原子有孤电子对，另一个原子有接受孤电子对的空轨道。,（,1,）定义：,练习：写出水合氢离子的电子式和结构式。,（,3,）结构表示式：,AB,其中，,A,表示能够提供孤对电子的原子，,B,表示具有能够接受孤对电子的空轨道的原子。,例：,H N H,+,H,H,（,4,）配位键是一种特殊的共价键。,中心离子,有空轨道,配位键,的存在是配合物与其它物质最本质的区别。,2,、,配合物,配体有,孤电子对,基 本 概 念,(,一,),配合物,:,由一个阳离子或原子（如,Cu,2+,、,Fe,3+,、,Ag,+,等）和几个中性分子（如,NH,3,）或阴离子（如,CN,-,）以,配位键,结合而成的，具有一定特性的复杂粒子，其带有电荷的叫配离子或络离子，其不带电荷的叫配合分子或络合分子。配合分子或含有配离子的,化合物,叫配合物,配合物的组成：,配合物一般由两部分组成，即,中心离子（原子,）,和,配位体,。,中心离子,(,原子,),：,一般是金属离子，特别是过渡金属离子，但也有电中性的原子为配合物的中心原子，,如,Ni(CO),4,、,Fe(CO),5,中的,Ni,和,Fe,都是电中性的原子。此外，少数高氧化态的非金属元素也能,作为中心原子存在，如,SiF,6,2-,中的,Si(),及,PF,6,-,中的,P(V),等。,配位体：,是,含有孤电子对,的分子或离子，如,NH,3,、,Cl,-,、,CN,-,等。配位体中直接同中心离子（原子）配合的原子，叫做配位原子。如,Cu(NH,3,),4,2+,配离子中，,NH,3,是配位体，其中,N,原于是配位原子。配位原子经常是含有孤对电子的原子。,基 本 概 念,(,二,),配位数：,直接同中心离子,(,原子,),配合的配位原子的数目，叫做,该中心离子,(,原子,),的配位数。,一般中心离子的配位数为,2,、,4,、,6,、,8(,较少见,),，如在,Pt(NH,3,),6,C1,4,中，配位数为,6,，配位原子为,NH,3,分子中的,6,个氮原子。,配离子的电荷：,配离子的电荷数等于中心离子和配位体电荷,的代数和。如,Cu(NH,3,),4,2+,的电荷是,+2+(0)4,+2,。,配合物一般可分为,内界,和,外界,两个组成部分。中心离子和配位体组成配合物的内界，在配合物的化学式中一般用,方括号表示内界,，方括号以外的部分为外界。,在,Pt(NH,3,),2,Cl,4,中，二个,NH,3,，四个,Cl,-,和,Pt,4+,为内界，它没有外界。,常见的配合物和配位体,配离子,：,Cu(NH,3,),4,2+,Ag(CN),2,-,Ag(NH,3,),2,+,配合物,：,配盐,：,Cu(NH,3,),4,SO,4,Cu(H,2,O),4,SO,4,.,H,2,O,配酸,：,H,2,PtCl,6,配碱,：,Cu(NH,3,),4,(OH),2,配合分子,：,Ni(CO),4,Co(NH,3,),3,Cl,3,实验事实,1,:,如果在硫酸铜溶液中加入氨水，首先可得到浅蓝色,碱式硫酸铜,Cu(OH),2,SO,4,沉淀，继续加入氨水，则沉淀溶解而,得到深蓝色溶液。这是因为加入过量的氨水，,NH,3,分子与,Cu,2+,生,成了深蓝色的复杂离子,Cu(NH,3,),4,2+,。,实验事实,2,:,如,NaCN,，,KCN,有剧毒，但亚铁氰化钾（,K,4,Fe(CN),6,）,和铁氰化钾（,K,3,Fe(CN),6,）虽然都含有氰根，却没有毒性，这是,因为亚铁离子或铁离子与氰根离子结合成牢固的复杂离子，失去,了原有的性质。,理解：,配合物中的配合离子是以稳定的形式存在的,常见的配合物和配位体,配位原子,配位体举例,卤素,F,-,，,C,-,，,Br,-,I,-,O,H,2,O,，,RCOO,-,，,C,2,O,4,2-,（草酸根离子）,N,NH,3,，,NO,（亚硝基），,NH,2,-CH,2,-CH,2,-NH,2,（乙二胺）,C,CN,-,（氰离子）,S,SCN,-,（硫氰根离子）,常见的配位体,配位体,：,是含有孤电子对的,分子和离子,配位原子,：,是具有孤电子对的,原子,，至少有一对未键合的,孤电子对。,常见的配合物和配位体,练习：请判断下列配合物的配位数。,Co(NH,3,),6,Cl,3,Co(NH,3,),5,(H,2,O)Cl,3,Pt(NH,3,),4,Cl Pt(NH,3,),2,Cl,2,6,6,4,4,影响配位数的因素：,中心原子的影响,周期数,(,离子半径,):,氧化数,：,Cr(CN),6,3-,Mo(CN),7,4-,Pt,II,Cl,4,2-,Pt,IV,Cl,6,2-,配体的影响,体积大小：,电荷：,AlF,6,3-,AlCl,4,-,SiF,6,2-,SiO,4,4-,外界条件的影响,：配体浓度,Ni(CN),4,2-,+CN,-,(,过量,)=Ni(CN),5,3-,CoCl,（,NH,3,）,5,Cl,2,Co,（,NO,2,）,3,（,NH,3,）,3,K,4,Fe,（,CN,）,6,六氰合铁（,）酸钾,Cu,（,NH,3,）,4,SO,4,硫酸四氨合铜（,）,Pt,（,NH,3,）,2,Cl,2,二氯,二氨合铂（,）,Ag(NH,3,),2,Cl,、,H,2,PtCl,6,、,Cu(NH,3,),4,(OH),2,；,Co(NH,3,),3,Cl,3,K,4,Fe(CN),6,(,俗名黄血盐,),和铁氰化钾,K,3,Fe(CN),6,(,俗名赤血盐,),四羧基镍,Ni(CO),4,练习,一、给下列化合物分别指出各化合物的内界、外界及配位数,二、络合物的组成和结构,分子间作用力对物质的熔沸点，溶解性等性质有着直接的影响,4,、范德华力及氢键对物质性质的影响,分子间作用力,氢键,范德华力,分子间氢键,分子内氢键,相对分子质量,分子极性,分子中与,电负性极大,的元素（一般指,氧、氮、氟,）相结合的,氢原子,和另一个分子中,电负性极大,的原子间产生的作用力。,常用,X,H,Y,表示，式中的虚线表示氢键。,X,、,Y,代表,F,、,O,、,N,等电负性大、原子半径较小的原子。,2.,氢键形成的条件,（,1,）分子中,必须有一个,与电负性（吸引电子能力）极大的元素原子形成强极性键的,氢原子,；,（,2,）分子中必须有带,孤电子对、电负性大,、而且,原子半径小,的原子。,实际上只有,F,、,O,、,N,等原子与,H,原子结合的物质，才能形成较强的氢键。,3.,氢键对化合物性质的影响,分子间形成氢键时，可使化合物的熔、沸点显著升高。,在极性溶剂中，若溶质分子和溶剂分子间能形成氢键，则可使溶解度增大。,分子内氢键的形成，使分子具有环状闭合的结构。,一般会使物质的熔沸点下降,在极性溶剂中的溶解度降低,认识铜氨离子,（,1,）,概念：,由,提供,孤电子对的,配体,与,接受,孤电子对的,中心原子,以,配位键,结合形成的化合物称为配合物。,Some of the impure forms of,-alumina,are prized as gems.,Ruby,Cr,3+,(b)Sapphire,Fe,3+,Ti,4+,(c)Topaz,Fe,3+,(,红宝石,)(,蓝宝石,)(,黄玉,),红宝石晶体,（,2,）,存在：,在物质世界中，有一大类由过渡金属的原子或离子（价电子层的部分,d,轨道和,s,、,p,轨道是空轨道）与含有孤对电子的分子（如,CO,、,NH,3,、,H,2,O,）或离子（,Cl,-,、,CN,-,、,NO,2,-,）通过配位键构成的化合物。,（,3,）,应用,：,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有着广泛的应用。在科学研究和生产实践中，经常利用金属离子和与之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。,