Номер 1, страница 258 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 55. Металлическая связь. Структурные типы металлов. Глава 5. Строение вещества - номер 1, страница 258.

Условие.

1. Что общего у металлической и ионной связей и чем они отличаются?

Решение.

Решение 2.

Металлическая и ионная связи являются двумя фундаментальными типами химической связи, которые имеют как общие черты, так и принципиальные различия.

Общие черты

Несмотря на разные механизмы образования, у этих связей есть несколько ключевых сходств:

• Электростатическая природа. В основе обоих типов связи лежит электростатическое притяжение между противоположно заряженными частицами. В ионной связи это притяжение между дискретными катионами и анионами, а в металлической — между катионами металлов и общим "облаком" отрицательно заряженных электронов.

• Участие ионов. В образовании структуры вещества в обоих случаях участвуют положительно заряженные ионы (катионы). В ионной кристаллической решетке кроме катионов присутствуют и анионы, а в металлической решетке — только катионы металлов.

• Ненаправленность. Обе связи являются ненаправленными. Это означает, что силовое поле иона действует одинаково во всех направлениях, а не строго между двумя конкретными атомами, как в ковалентной связи. Это приводит к образованию плотно упакованных кристаллических структур.

Различия

Различия между ионной и металлической связями более существенны и определяют кардинально разные свойства веществ.

• Механизм образования и тип частиц:

  • Ионная связь образуется между атомами с большой разницей в электроотрицательности (Δχ > 1.7), как правило, между типичным металлом и типичным неметаллом. Происходит полный перенос валентных электронов от атома металла к атому неметалла. В результате образуются отдельные ионы: положительный катион (например, $Na^+$) и отрицательный анион (например, $Cl^-$).

  • Металлическая связь образуется между атомами одного или нескольких металлов, которые имеют низкую электроотрицательность. Валентные электроны обобществляются, то есть отрываются от своих атомов и образуют единое "электронное облако" или "электронный газ", который свободно перемещается по всему кристаллу и связывает положительные ионы металлов, находящиеся в узлах кристаллической решетки.

• Состояние электронов:

  • При ионной связи электроны локализованы, то есть жестко закреплены на конкретных анионах и не могут свободно перемещаться по кристаллу.

  • При металлической связи валентные электроны делокализованы, то есть не принадлежат ни одному конкретному атому и свободно движутся в объеме металла.

• Физические свойства веществ:

  • Вещества с ионной связью (соли, щелочи) обычно твердые, тугоплавкие, но хрупкие. Хрупкость объясняется тем, что при механическом сдвиге слоев решетки одноименно заряженные ионы оказываются друг напротив друга, что вызывает сильное отталкивание и разрушение кристалла. В твердом состоянии они являются диэлектриками (не проводят ток), но проводят его в расплавах и растворах, где ионы становятся подвижными.

  • Вещества с металлической связью (металлы и сплавы) пластичны и ковки. Смещение слоев ионов не приводит к разрыву связи, так как "электронный газ" продолжает удерживать их вместе. Наличие свободных электронов обуславливает их высокую электро- и теплопроводность, а также характерный металлический блеск.

Ответ:

Общим для металлической и ионной связей является их электростатическая природа (притяжение разноименных зарядов) и ненаправленность. Главное различие заключается в состоянии валентных электронов: при ионной связи они полностью передаются от одного атома другому и локализуются на анионах (например, в $Na^+Cl^-$), что делает вещества хрупкими диэлектриками в твердом состоянии. При металлической связи электроны обобществляются и делокализуются, образуя "электронный газ", что обеспечивает пластичность, высокую электро- и теплопроводность металлов.