Номер 1, страница 95 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Проверьте свои знания. Параграф 17. Неметаллы. Глава III. Вещества и их свойства - номер 1, страница 95.

Условие.

1. Сравните металлы и неметаллы по строению атомов и простых веществ (кристаллические решётки и соответствующие физические свойства).

Решение.

Решение 2.

Сравнение металлов и неметаллов по строению атомов

• Металлы:

  • На внешнем энергетическом уровне содержат небольшое число электронов (как правило, от 1 до 3).

  • Имеют большой радиус атомов по сравнению с неметаллами того же периода.

  • Обладают низкой электроотрицательностью и низкой энергией ионизации, поэтому легко отдают валентные электроны.

  • В химических реакциях выступают в роли восстановителей, образуя положительно заряженные ионы (катионы).

• Неметаллы:

  • На внешнем энергетическом уровне содержат большое число электронов (как правило, от 4 до 8).

  • Имеют меньший радиус атомов по сравнению с металлами того же периода.

  • Обладают высокой электроотрицательностью и высокой энергией ионизации.

  • Склонны принимать электроны для завершения внешнего уровня, образуя отрицательно заряженные ионы (анионы), или образовывать общие электронные пары (ковалентные связи). В реакциях чаще всего выступают в роли окислителей.

Сравнение металлов и неметаллов по строению простых веществ (кристаллические решётки)

• Металлы:

  Для простых веществ-металлов характерна металлическая кристаллическая решётка. В её узлах находятся положительно заряженные ионы и атомы металла, а между ними свободно перемещаются обобщённые валентные электроны, образующие «электронный газ». Связь между частицами — металлическая, она обеспечивает целостность кристалла за счет притяжения между положительными ионами и отрицательно заряженными электронами.

• Неметаллы:

  Простые вещества-неметаллы образуют кристаллические решётки двух основных типов:

  • Молекулярная кристаллическая решётка: Характерна для большинства неметаллов, существующих в виде молекул (например, $O_2$, $N_2$, $Cl_2$, $I_2$, белый фосфор $P_4$, сера $S_8$, благородные газы). В узлах решётки располагаются молекулы. Внутри молекул атомы связаны прочными ковалентными связями, а сами молекулы в кристалле удерживаются слабыми межмолекулярными силами (силами Ван-дер-Ваальса).

  • Атомная кристаллическая решётка: Характерна для неметаллов, образующих гигантские структуры (например, алмаз и графит (аллотропные модификации углерода $C$), бор $B$, кремний $Si$). В узлах решётки находятся атомы, соединённые друг с другом прочными ковалентными связями.

Сравнение металлов и неметаллов по физическим свойствам

• Металлы (свойства обусловлены наличием «электронного газа» в металлической решётке):

  • Металлический блеск: способность отражать свет.

  • Высокая электро- и теплопроводность: свободные электроны легко перемещаются, перенося электрический заряд и тепловую энергию.

  • Пластичность (ковкость, тягучесть): слои ионов могут смещаться друг относительно друга без разрушения кристалла, так как «электронный газ» сохраняет связь между ними.

  • Высокие температуры плавления и кипения (в большинстве случаев).

  • Твёрдое агрегатное состояние при стандартных условиях (кроме ртути).

• Неметаллы (свойства зависят от типа кристаллической решётки):

  • Вещества с молекулярной решёткой: из-за слабых межмолекулярных связей они имеют низкие температуры плавления и кипения. При стандартных условиях это газы ($H_2, O_2$), жидкости ($Br_2$) или летучие твёрдые вещества ($I_2$). Они хрупкие, не проводят электрический ток и тепло, не обладают металлическим блеском (за исключением иода).

  • Вещества с атомной решёткой: из-за прочных ковалентных связей по всему кристаллу они очень твёрдые (алмаз), тугоплавкие (температура плавления алмаза $> 3500^\circ C$), нерастворимые. Большинство из них являются диэлектриками или полупроводниками (кремний). Исключением является графит, который имеет блеск и проводит электрический ток.

Ответ: Металлы и неметаллы кардинально различаются по строению атомов, что определяет тип их кристаллических решёток и, как следствие, физические свойства. Атомы металлов имеют мало валентных электронов и легко их отдают, образуя металлическую решётку с «электронным газом», что обуславливает их пластичность, электро- и теплопроводность, металлический блеск. Атомы неметаллов, наоборот, имеют много валентных электронов и стремятся их принять или обобществить, образуя вещества с молекулярными или атомными решётками. Это приводит к широкому разнообразию их физических свойств: от летучих газов и жидкостей до сверхтвёрдых тугоплавких материалов, но, как правило, они хрупкие и являются диэлектриками или полупроводниками.