Номер 3, страница 74 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 2. Химическая связь и строение вещества. Параграф 10. Металлическая химическая связь - номер 3, страница 74.

Условие.

3. Каковы характерные физические свойства металлов? У каких металлов они наиболее ярко выражены? Где эти свойства находят применение?

Решение.

Решение 2.

Каковы характерные физические свойства металлов?

Металлы обладают рядом общих физических свойств, которые обусловлены особенностями их строения — наличием металлической кристаллической решетки и свободных электронов («электронного газа»). К основным свойствам относятся:

• Металлический блеск — характерная способность хорошо отражать световые лучи.
• Высокая электропроводность — способность проводить электрический ток. Это свойство обусловлено направленным движением свободных электронов под действием электрического поля.
• Высокая теплопроводность — способность хорошо проводить теплоту, также связанная с высокой подвижностью свободных электронов, которые переносят энергию.
• Пластичность (ковкость и тягучесть) — способность изменять свою форму под давлением (например, прокатываться в листы или вытягиваться в проволоку), не разрушаясь. Это возможно благодаря тому, что слои ионов в кристаллической решетке могут смещаться друг относительно друга без разрыва металлической связи.
• Высокая плотность — у большинства металлов атомы в кристаллической решетке упакованы очень плотно, что приводит к высокой массе в единице объема.
• Высокие температуры плавления — как правило, металлы (кроме ртути, галлия и щелочных металлов) являются твердыми веществами при комнатной температуре и плавятся при высоких температурах из-за прочности металлической связи.
• Твердость — способность сопротивляться внешнему механическому воздействию.

Ответ: Характерные физические свойства металлов — это металлический блеск, высокая электро- и теплопроводность, пластичность, высокая плотность, твердость и высокие температуры плавления.

У каких металлов они наиболее ярко выражены?

Разные металлы проявляют эти свойства в разной степени. Рекордсменами по отдельным свойствам являются:

• Электро- и теплопроводность: наилучшими проводниками являются серебро ($\text{Ag}$), медь ($\text{Cu}$) и золото ($\text{Au}$).
• Пластичность: самым пластичным (ковким и тягучим) металлом является золото ($\text{Au}$).
• Температура плавления: самый тугоплавкий металл — вольфрам ($\text{W}$, $t_{пл} = 3422^\circ\text{C}$), а самый легкоплавкий — ртуть ($\text{Hg}$, $t_{пл} = -38.8^\circ\text{C}$).
• Плотность: самые плотные — осмий ($\text{Os}$) и иридий ($\text{Ir}$). Самые легкие — щелочные металлы, например, литий ($\text{Li}$).
• Твердость: одним из самых твердых металлов является хром ($\text{Cr}$). Самые мягкие — натрий ($\text{Na}$) и калий ($\text{K}$), которые можно резать ножом.
• Блеск: наилучшей отражательной способностью (самым ярким блеском) обладает серебро ($\text{Ag}$).

Ответ: Наиболее ярко выраженными свойствами обладают: серебро (электро- и теплопроводность, блеск), золото (пластичность), вольфрам (тугоплавкость), осмий (плотность), хром (твердость).

Где эти свойства находят применение?

Физические свойства металлов определяют области их практического использования:

• Электропроводность меди ($\text{Cu}$) и алюминия ($\text{Al}$) используется в производстве электрических проводов и кабелей.
• Теплопроводность алюминия ($\text{Al}$) и меди ($\text{Cu}$) важна для изготовления радиаторов охлаждения, теплообменников и кухонной посуды.
• Пластичность позволяет изготавливать из металлов листы (сталь для автомобилей), фольгу (алюминий для упаковки) и проволоку (медь для электротехники).
• Прочность и твердость сплавов железа (сталь, чугун) делают их незаменимыми в строительстве и машиностроении. Прочность и легкость титана ($\text{Ti}$) востребованы в авиакосмической отрасли.
• Тугоплавкость вольфрама ($\text{W}$) используется в нитях накаливания ламп.
• Металлический блеск и химическая стойкость золота ($\text{Au}$), серебра ($\text{Ag}$) и платины ($\text{Pt}$) обусловили их применение в ювелирном деле. Хромирование и никелирование используют для защиты и декоративной отделки поверхностей.
• Высокая плотность свинца ($\text{Pb}$) применяется для защиты от рентгеновского и гамма-излучения.

Ответ: Свойства металлов находят широкое применение: электропроводность — в электротехнике (провода), теплопроводность — в теплообменниках (радиаторы), прочность — в строительстве и машиностроении (стальные конструкции), пластичность — в производстве листов и проволоки, тугоплавкость — в осветительных приборах (нити накаливания), блеск — в ювелирных изделиях и декоративных покрытиях.