Вопрос, страница 130 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Задания в параграфе. Параграф 19. Металлы - химические элементы и простые вещества. Глава 5. Металлы и неметаллы - страница 130.

Условие.

Какие особенности строения атомов металлов вы можете назвать?

Какой вид химической связи и тип кристаллической решётки характерны для металлов? Как они сказываются на их физических свойствах?

Какие химические свойства характерны для металлов?

Какие металлы человек стал использовать одними из первых?

Решение.

Решение 2.

Какие особенности строения атомов металлов вы можете назвать?

Атомы металлов обладают рядом характерных особенностей строения, которые определяют их свойства:
- Наличие небольшого числа электронов на внешнем энергетическом уровне (валентных электронов), как правило, от 1 до 3.
- Сравнительно большие атомные радиусы по сравнению с неметаллами того же периода.
- Низкие значения энергии ионизации, что означает, что атомы металлов легко отдают свои валентные электроны.
- Низкая электроотрицательность.

Благодаря этим особенностям атомы металлов склонны терять электроны и превращаться в положительно заряженные ионы (катионы), проявляя восстановительные свойства.

Ответ: Основные особенности строения атомов металлов — это малое число валентных электронов (1-3), большой атомный радиус, низкая энергия ионизации и низкая электроотрицательность, что обуславливает их способность легко отдавать электроны.

Какой вид химической связи и тип кристаллической решётки характерны для металлов? Как они сказываются на их физических свойствах?

Для металлов характерны металлическая химическая связь и металлическая кристаллическая решётка.

Металлическая связь — это вид связи, который образуется за счёт обобществления валентных электронов всеми атомами в кристалле. В результате в узлах кристаллической решётки находятся положительно заряженные ионы металла, а между ними свободно перемещаются делокализованные электроны, образуя так называемый «электронный газ». Эта связь связывает все ионы металла в единое целое.

Металлическая кристаллическая решётка — это упорядоченная структура, в узлах которой расположены атомы и катионы металлов, погружённые в «море» свободных электронов.

Такое строение обуславливает общие физические свойства металлов:

1. Электро- и теплопроводность: Наличие свободных электронов («электронного газа») обеспечивает высокую способность проводить электрический ток и тепло. Под действием электрического поля электроны начинают упорядоченно двигаться, создавая ток. При нагревании части металла кинетическая энергия быстро передаётся по всему объёму за счёт движения электронов.

2. Пластичность (ковкость и тягучесть): Слои ионов в металлической решётке могут смещаться друг относительно друга без разрыва связи, так как «электронный газ» действует как смазка, продолжая удерживать ионы вместе. Это позволяет изменять форму металлов, например, ковать их или вытягивать в проволоку.

3. Металлический блеск: Свободные электроны на поверхности металла отражают световые волны, что и придаёт металлам характерный блеск.

4. Высокая плотность и твёрдость (в большинстве случаев): Сильное притяжение между катионами и электронами приводит к плотной упаковке частиц в кристаллической решётке.

Ответ: Для металлов характерны металлическая химическая связь и металлическая кристаллическая решётка. Это строение объясняет их высокую электро- и теплопроводность, пластичность, металлический блеск и, как правило, высокую плотность.

Какие химические свойства характерны для металлов?

Главное химическое свойство металлов — их способность быть восстановителями, то есть отдавать электроны в химических реакциях. Типичные реакции металлов:

- Взаимодействие с неметаллами: Металлы реагируют с кислородом (образуя оксиды), галогенами, серой и другими неметаллами (образуя соли). Пример: $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$.
- Взаимодействие с водой: Активные металлы (щелочные и щёлочноземельные) реагируют с водой при нормальных условиях с образованием щёлочи и водорода. Менее активные металлы могут реагировать с водяным паром при высокой температуре. Пример: $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$.
- Взаимодействие с кислотами: Металлы, стоящие в ряду активности до водорода, вытесняют его из растворов неокисляющих кислот ($HCl$, разбавленная $H_2SO_4$). Пример: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$.
- Взаимодействие с растворами солей: Более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли. Пример: $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$.

Оксиды и гидроксиды большинства металлов проявляют основные свойства, а некоторые (например, алюминий, цинк) — амфотерные.

Ответ: Характерные химические свойства металлов — это восстановительные свойства, проявляющиеся во взаимодействии с неметаллами, водой, кислотами и растворами солей.

Какие металлы человек стал использовать одними из первых?

Одними из первых человек начал использовать металлы, которые встречаются в природе в самородном виде (не в виде соединений) или легко выплавляются из руд при невысоких температурах. К таким металлам относятся:

- Золото (Au) и медь (Cu). Эти металлы часто встречаются в виде самородков, они пластичны и их можно было обрабатывать (ковать) без нагрева. Использование меди ознаменовало начало медно-каменного века (энеолита).
- Серебро (Ag), которое также встречается в самородном виде.
- Олово (Sn). Открытие того, что сплав меди с оловом — бронза — гораздо твёрже и прочнее чистой меди, привело к началу Бронзового века.
- Свинец (Pb). Благодаря низкой температуре плавления и мягкости его было легко обрабатывать.
- Железо (Fe). Хотя железо — один из самых распространённых металлов на Земле, его освоение началось позже (Железный век), так как для его выплавки из руды требуются значительно более высокие температуры, чем для меди.

Ответ: Одними из первых человек стал использовать металлы, встречающиеся в самородном виде: золото, медь и серебро. Позже были освоены олово, свинец и железо.