Номер 1, страница 33 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава I. Строение веществ. Параграф 6. Металлическая химическая связь. Проверьте свои знания - номер 1, страница 33.

Условие.

1. Как расположены металлы в периодической системе? Какими особенностями строения атомов и кристаллов различаются металлы и неметаллы?

Решение.

Решение 2.

Как расположены металлы в периодической системе

В периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева металлы занимают подавляющее большинство ячеек (более 90 из 118 известных элементов). Их расположение имеет четкие закономерности:

• Они находятся в левой и нижней частях таблицы. Условной границей между металлами и неметаллами является диагональ, проведенная от бора (B) к астатину (At). Все элементы, расположенные левее и ниже этой линии, являются металлами.
• К металлам относятся все s-элементы (кроме водорода H и гелия He), все d-элементы (переходные металлы) и все f-элементы (лантаноиды и актиноиды).
• Часть p-элементов, расположенных под диагональю B–At (например, Al, Ga, Sn, Pb, Bi), также являются металлами.
• Металлические свойства элементов усиливаются в группах сверху вниз и ослабевают в периодах слева направо. Самые активные металлы (щелочные) находятся в IА группе.

Какими особенностями строения атомов и кристаллов различаются металлы и неметаллы

Различия в свойствах металлов и неметаллов обусловлены фундаментальными различиями в строении их атомов и образуемых ими кристаллических структур.

Различия в строении атомов:

• Атомы металлов:
  • Имеют, как правило, небольшое число электронов на внешнем энергетическом уровне (1-3 электрона).
  • Обладают большим атомным радиусом по сравнению с неметаллами того же периода.
  • Имеют низкие значения энергии ионизации и электроотрицательности. Из-за этого атомы металлов легко отдают свои валентные электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы (катионы).
• Атомы неметаллов:
  • Имеют, как правило, большое число электронов на внешнем энергетическом уровне (4-8 электронов).
  • Обладают меньшим атомным радиусом.
  • Имеют высокие значения энергии ионизации и электроотрицательности. Поэтому атомы неметаллов склонны принимать электроны, превращаясь в отрицательно заряженные ионы (анионы), или образовывать общие электронные пары с другими атомами (ковалентные связи).

Различия в строении кристаллов:

• Кристаллы металлов:
  • В твердом состоянии образуют металлическую кристаллическую решетку.
  • В узлах этой решетки находятся положительные ионы металлов.
  • Валентные электроны, оторвавшись от своих атомов, становятся общими и свободно перемещаются по всему объему кристалла, образуя так называемый «электронный газ».
  • Связь между положительными ионами и «электронным газом» называется металлической связью. Эта связь является ненаправленной и неделокализованной, что обуславливает такие свойства металлов, как пластичность (ковкость и тягучесть), высокая электро- и теплопроводность, металлический блеск.
• Кристаллы неметаллов:
  • Образуют кристаллы с атомной или молекулярной кристаллической решеткой.
  • Атомная решетка (например, у алмаза, кремния, бора): в узлах находятся атомы, соединенные прочными ковалентными связями. Такие вещества очень твердые, тугоплавкие, нерастворимые и, как правило, не проводят электрический ток.
  • Молекулярная решетка (например, у йода $I_2$, серы $S_8$, белого фосфора $P_4$): в узлах находятся молекулы, связанные между собой слабыми межмолекулярными силами. Такие вещества имеют низкие температуры плавления и кипения, летучи и не проводят электрический ток.
  • Тип химической связи в кристаллах неметаллов – ковалентная (полярная или неполярная).

Ответ: Металлы расположены в левой и нижней частях периодической системы, отделены от неметаллов условной диагональю B–At. Атомы металлов отличаются малым числом валентных электронов (1–3), которые они легко отдают. Атомы неметаллов, наоборот, имеют много валентных электронов (4–8) и склонны их принимать или обобществлять. В кристаллах металлов реализуется металлическая связь (катионы в «море» свободных электронов), что определяет их проводимость и пластичность. Неметаллы образуют либо молекулярные кристаллы со слабыми межмолекулярными связями (низкие температуры плавления), либо атомные кристаллы с прочными ковалентными связями (высокая твердость).