Вопрос, страница 146 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Задания в параграфе. Параграф 21. Металлы IB-VIIIB-групп. Глава 5. Металлы и неметаллы - страница 146.

Условие.

Назовите несколько металлов IB—VIIIB-групп, которые встречаются в повседневной жизни, и укажите области их применения.

Каковы особенности строения атомов элементов IB—VIIIB-групп?

Решение.

Решение 2.

Назовите несколько металлов IB—VIIIB-групп, которые встречаются в повседневной жизни, и укажите области их применения.

Металлы побочных (B) групп, также известные как переходные металлы, широко используются в повседневной жизни благодаря своим уникальным свойствам. Вот несколько примеров:

• Железо (Fe, VIIIB-группа): Основа современной цивилизации. В виде сплавов, главным образом стали и чугуна, используется повсеместно:
  • Строительство (арматура, балки, каркасы зданий).
  • Машиностроение (корпуса автомобилей, кораблей, детали станков).
  • Производство инструментов, бытовой техники, посуды (например, чугунные сковороды).
• Медь (Cu, IB-группа): Один из первых металлов, освоенных человеком.
  • Электротехника (провода, кабели) благодаря высокой электропроводности и пластичности.
  • Теплообменники и радиаторы (в том числе в автомобилях и кондиционерах) из-за высокой теплопроводности.
  • Водопроводные трубы, сантехника.
  • Сплавы: латунь (с цинком) и бронза (с оловом), используемые для изготовления музыкальных инструментов, фурнитуры, скульптур.
• Цинк (Zn, IIB-группа):
  • Антикоррозионные покрытия (оцинковка) для стали (например, оцинкованные ведра, кровельные материалы).
  • Компонент сплава латунь.
  • Отрицательный электрод в химических источниках тока (батарейках).
• Никель (Ni, VIIIB-группа):
  • Производство нержавеющей стали и других коррозионностойких сплавов.
  • Гальванические покрытия (никелирование) для защиты металлов и придания им декоративного вида.
  • Производство аккумуляторов (никель-кадмиевые, никель-металлгидридные).
  • Чеканка монет.
• Серебро (Ag, IB-группа) и Золото (Au, IB-группа): Благородные металлы.
  • Ювелирные изделия, столовые приборы, предметы роскоши.
  • Инвестиции и чеканка монет.
  • Электроника: контакты и проводники в ответственных приборах из-за высокой проводимости и устойчивости к окислению.
  • Стоматология (коронки, пломбы).

Ответ: Металлы IB—VIIIB-групп, такие как железо, медь, цинк, никель, серебро и золото, широко применяются в строительстве, машиностроении, электротехнике, производстве бытовых предметов, ювелирном деле и электронике.

Каковы особенности строения атомов элементов IB—VIIIB-групп?

Атомы элементов IB—VIIIB-групп (переходных металлов) имеют ряд характерных особенностей строения, которые определяют их химические свойства:

1. Заполнение d-подуровня: У этих элементов происходит заполнение электронами d-подуровня предыдущего (предвнешнего) энергетического уровня. Их общая формула валентных электронов — $ (n-1)d^{1-10}ns^{1-2} $, где $ n $ — номер внешнего энергетического уровня.
2. Близость энергий подуровней: Энергии $ (n-1)d $ и $ ns $ подуровней очень близки. Из-за этого валентными являются электроны не только внешнего $ ns $-подуровня, но и предвнешнего $ (n-1)d $-подуровня. Это приводит к проявлению переменной степени окисления у большинства этих металлов (например, у железа $ +2 $ и $ +3 $, у меди $ +1 $ и $ +2 $).

3. «Провал» или «проскок» электрона: Для достижения более устойчивого энергетического состояния (полностью или наполовину заполненного d-подуровня) у некоторых атомов наблюдается переход одного электрона с внешнего s-подуровня на предвнешний d-подуровень. Это явление характерно, например, для элементов IB и VIB групп.

   • У атома меди (Cu, IB-группа) электронная конфигурация $ ...3d^{10}4s^1 $, а не ожидаемая $ ...3d^94s^2 $.
   • У атома хрома (Cr, VIB-группа) конфигурация $ ...3d^54s^1 $, а не $ ...3d^44s^2 $.
4. Металлические свойства: Все элементы IB—VIIIB-групп являются металлами. Это обусловлено наличием небольшого числа электронов на внешнем уровне и их слабой связью с ядром, что способствует образованию металлической кристаллической решетки.

Ответ: Главная особенность строения атомов элементов IB—VIIIB-групп — заполнение электронами d-подуровня предвнешнего энергетического уровня. Валентными являются электроны как внешнего s-подуровня, так и предвнешнего d-подуровня, что обуславливает их переменные степени окисления. Для некоторых элементов характерен «провал» электрона для достижения более устойчивой конфигурации $ d^5 $ или $ d^{10} $.