Номер 3, страница 92 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава III. Вещества и их свойства. Параграф 16. Металлы. Проверьте свои знания - номер 3, страница 92.

Условие.

3. Охарактеризуйте общие физические свойства металлов.

Решение.

Решение 2.

Решение

Общие физические свойства металлов обусловлены их внутренним строением: наличием металлической кристаллической решетки, в узлах которой находятся положительные ионы металлов, а между ними свободно перемещаются обобществленные валентные электроны (так называемый «электронный газ»). Эти особенности строения определяют следующие характерные свойства:

Металлический блеск
Металлы обладают способностью хорошо отражать световые лучи. Свободные электроны на поверхности металла взаимодействуют с фотонами света, поглощая и немедленно переизлучая их. Это не позволяет свету проникать вглубь металла, делая его непрозрачным и придавая ему характерный блеск. В порошкообразном состоянии большинство металлов теряют блеск и приобретают серый или черный цвет (исключения – алюминий и магний, которые и в порошке блестят).

Ответ: характерный блеск, обусловленный отражением света от поверхности металла благодаря свободным электронам.

Электропроводность
Это одно из важнейших свойств металлов. Она обусловлена наличием подвижных свободных электронов, которые под действием электрического поля начинают упорядоченно двигаться, создавая электрический ток. При повышении температуры электропроводность металлов уменьшается, так как усиливаются колебания ионов в узлах решетки, что затрудняет направленное движение электронов. Наилучшими проводниками являются серебро, медь и алюминий.

Ответ: высокая способность проводить электрический ток за счет направленного движения свободных электронов.

Теплопроводность
Высокая теплопроводность металлов также объясняется наличием свободных электронов. Они быстро переносят кинетическую энергию (тепло) от более нагретых участков к менее нагретым по всему объему металла. Также в передаче тепла участвуют колебания ионов кристаллической решетки. Ряд теплопроводности металлов в целом совпадает с рядом их электропроводности.

Ответ: высокая способность проводить тепло благодаря движению свободных электронов и колебаниям ионов в кристаллической решетке.

Пластичность (ковкость и тягучесть)
Пластичность – это способность металла изменять свою форму под действием внешней силы (например, при ударе или давлении) и сохранять ее после прекращения воздействия. Это свойство объясняется тем, что слои ионов в металлической решетке могут смещаться друг относительно друга без разрыва связи между ними, так как «электронный газ» действует как смазка, продолжая удерживать их вместе. Ковкость – способность расплющиваться в тонкие листы, тягучесть – вытягиваться в проволоку. Самые пластичные металлы – золото, серебро, медь.

Ответ: способность деформироваться без разрушения под действием механической нагрузки благодаря особому строению металлической кристаллической решетки.

Твердость и плотность
Большинство металлов – твердые вещества (исключение – ртуть). Твердость у разных металлов сильно различается: щелочные металлы (натрий, калий) очень мягкие и режутся ножом, а хром – самый твердый из металлов. Плотность металлов также варьируется в широких пределах. Самый легкий металл – литий ($ \rho = 0,53 \text{ г/см}^3 $), самый тяжелый – осмий ($ \rho = 22,6 \text{ г/см}^3 $). Высокая плотность большинства металлов связана с плотной упаковкой атомов в их кристаллических решетках.

Ответ: в основном высокая твердость и плотность, которые сильно варьируются в зависимости от конкретного металла и обусловлены плотной упаковкой атомов.

Высокие температуры плавления и кипения
Для того чтобы расплавить или испарить металл, необходимо затратить значительную энергию на разрушение прочной металлической связи между ионами в кристаллической решетке. Поэтому большинство металлов имеет высокие температуры плавления и кипения. Самый тугоплавкий металл – вольфрам ($ t_{пл} = 3422 \text{ °C} $), а самый легкоплавкий – ртуть ($ t_{пл} = -38,9 \text{ °C} $).

Ответ: как правило, высокие температуры плавления и кипения, обусловленные прочностью металлической связи.

Агрегатное состояние
При стандартных условиях (комнатная температура около $ 20-25 \text{ °C} $ и нормальное атмосферное давление) все металлы, кроме ртути, являются твердыми веществами. Ртуть (Hg) – единственный металл, который при этих условиях находится в жидком состоянии.

Ответ: твердое агрегатное состояние при стандартных условиях для всех металлов, кроме ртути.