Номер 9, страница 49 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 5. Химическая связь. Виды химической связи. Глава 2. Строение вещества. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева - номер 9, страница 49.

Условие.

9. Сравните ионную химическую связь и металлическую. Выявите черты их сходства и различия.

Решение.

Решение 2.

Ионная и металлическая химические связи являются двумя из основных типов химической связи. Несмотря на то, что обе они основаны на электростатическом притяжении, между ними существуют фундаментальные различия, которые определяют свойства веществ.

Сходства

• Электростатическая природа. В основе обоих типов связи лежит сила электростатического притяжения между противоположно заряженными частицами. В ионной связи это притяжение между катионами и анионами, а в металлической — между катионами металлов и общим "электронным газом".

• Образование катионов. В обоих случаях атомы (в случае металлической связи — все атомы, в случае ионной — атомы металла) отдают свои валентные электроны и превращаются в положительно заряженные ионы — катионы.

• Ненаправленность. Обе связи являются ненаправленными. Это означает, что каждый ион взаимодействует не с одним конкретным соседом, а со всеми окружающими его противоположно заряженными частицами. Силы притяжения действуют равномерно во всех направлениях.

• Кристаллическая структура. Вещества с ионной и металлической связью в твердом агрегатном состоянии, как правило, образуют упорядоченные кристаллические решетки. В узлах ионной решетки находятся катионы и анионы, а в узлах металлической — катионы.

Ответ: Общими чертами ионной и металлической связей являются их электростатическая природа, участие катионов в образовании связи, ненаправленность и формирование кристаллических решеток в твердом состоянии.

Различия

• Состав частиц. В ионной связи участвуют два типа ионов: положительные (катионы) и отрицательные (анионы). В металлической связи участвуют только катионы и обобществленные электроны ("электронный газ"). Отрицательные ионы (анионы) отсутствуют.

• Состояние валентных электронов. В ионной связи электроны полностью переходят от одного атома к другому, становясь строго локализованными на анионе. В металлической связи валентные электроны отрываются от своих атомов и становятся делокализованными, то есть свободно перемещаются по всему объему кристалла, принадлежа сразу всем атомам.

• Образующие элементы. Ионная связь образуется между атомами с большой разницей в электроотрицательности (как правило, между типичным металлом и типичным неметаллом). Металлическая связь возникает между атомами металлов, которые имеют близкую и низкую электроотрицательность.

• Физические свойства веществ. Эти различия в строении приводят к кардинальным различиям в свойствах:

  • Пластичность и хрупкость: Ионные кристаллы очень хрупкие. Любое механическое смещение слоев решетки приводит к контакту одноименно заряженных ионов, их взаимному отталкиванию и разрушению кристалла. Металлы, наоборот, пластичны (ковки, тягучи). Слои катионов могут смещаться друг относительно друга без разрыва связи, так как "электронный газ" действует как "смазка" и продолжает удерживать их вместе.
  • Электропроводность: Ионные соединения в твердом состоянии являются диэлектриками, так как ионы жестко закреплены в узлах решетки и не могут перемещаться. Они проводят электрический ток только в расплавленном состоянии или в растворе, когда ионы обретают подвижность. Металлы являются хорошими проводниками и в твердом, и в жидком состоянии благодаря наличию свободных, подвижных делокализованных электронов.

Ответ: Основные различия заключаются в составе связывающих частиц (катионы и анионы против катионов и "электронного газа"), в состоянии валентных электронов (локализованные против делокализованных), в типах взаимодействующих атомов (металл+неметалл против металл+металл) и, как следствие, в физических свойствах (хрупкость против пластичности, диэлектрики в твердом состоянии против проводников).