Номер 2, страница 126 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 26. Свойства и методы получения металлов. Глава 2. Общие свойства металлов - номер 2, страница 126.

Условие.

2. Почему многие металлы пластичны, а ионные соединения — хрупки?

Решение.

Решение 2.

Различие в механических свойствах металлов и ионных соединений напрямую связано с типом химической связи и строением их кристаллических решеток.

Почему многие металлы пластичны

В металлах реализуется металлическая связь. Их кристаллическая решетка представляет собой каркас из положительно заряженных ионов, погруженный в "море" или "газ" из обобществленных валентных электронов. Эти электроны не принадлежат конкретному атому, а свободно перемещаются по всему объему кристалла, обеспечивая прочную, но гибкую связь между всеми ионами. Важнейшей особенностью металлической связи является ее ненаправленность.

Когда к металлу прилагается механическое усилие (например, удар молотом или давление пресса), происходит смещение слоев ионов в кристаллической решетке друг относительно друга. Однако, благодаря подвижному "электронному газу", который действует как смазка, разрыва связи не происходит. Электроны мгновенно перераспределяются, продолжая удерживать сместившиеся слои ионов вместе. В результате металл не разрушается, а деформируется, то есть изменяет свою форму. Это свойство называется пластичностью.

Почему ионные соединения хрупки

В ионных соединениях, таких как поваренная соль $NaCl$, атомы связаны ионной связью. Она возникает за счет электростатического притяжения между противоположно заряженными ионами (положительными катионами, например $Na^+$, и отрицательными анионами, например $Cl^−$). Эти ионы образуют жесткую и строго упорядоченную кристаллическую решетку, в которой каждый ион окружен ионами с противоположным знаком. Ионная связь, в отличие от металлической, является направленной.

При попытке деформировать ионный кристалл происходит сдвиг одного слоя ионов относительно другого. Даже небольшое смещение приводит к тому, что одноименно заряженные ионы оказываются друг напротив друга (катион напротив катиона, анион напротив аниона). Между ними возникают мощные силы электростатического отталкивания. Эти силы значительно превышают силы притяжения, удерживающие кристалл, и приводят к его мгновенному разрушению (раскалыванию) по плоскости сдвига. Поэтому ионные соединения являются хрупкими.

Ответ: Пластичность металлов обусловлена ненаправленной металлической связью и наличием "электронного газа", который позволяет слоям ионов в кристаллической решетке скользить друг относительно друга без разрушения. Хрупкость ионных соединений объясняется жесткой и упорядоченной структурой ионной решетки; при механическом воздействии происходит сдвиг слоев, что приводит к сближению одноименно заряженных ионов, возникновению сильных сил отталкивания и, как следствие, к раскалыванию кристалла.