Номер 4, страница 122 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 26. Общая характеристика и способы получения металлов. Глава VI. Металлы - номер 4, страница 122.

Условие.

4. Охарактеризуйте общие и отличительные физические свойства типичных металлов на основе строения их атомов. Приведите примеры.

Решение.

Решение 2.

Решение

Физические свойства типичных металлов обусловлены их строением, а именно наличием металлической кристаллической решетки. В узлах этой решетки находятся положительно заряженные ионы металла, а между ними свободно перемещаются обобществленные валентные электроны, образуя так называемый «электронный газ». Такое строение определяет как общие для всех металлов свойства, так и их индивидуальные различия.

Общие физические свойства металлов

Эти свойства напрямую вытекают из наличия «электронного газа» и металлической связи.

• Высокая электропроводность и теплопроводность. Наличие свободных электронов, которые могут упорядоченно двигаться под действием электрического поля (электропроводность) и быстро переносить кинетическую энергию от более нагретых участков к менее нагретым (теплопроводность), является ключевой особенностью металлов. Примеры: лучшие проводники — серебро (Ag), медь (Cu), золото (Au) и алюминий (Al).
• Пластичность (ковкость и тягучесть). При механическом воздействии слои ионов в кристаллической решетке могут смещаться друг относительно друга без разрыва связей, так как «электронный газ» продолжает удерживать их вместе. Это позволяет изменять форму металла, не разрушая его. Примеры: золото (Au) — очень пластичный металл, из него можно изготовить тончайшую фольгу. Медь (Cu) обладает высокой тягучестью, что позволяет вытягивать ее в проволоку.
• Металлический блеск. Свободные электроны в поверхностном слое металла способны отражать световые волны практически всего видимого спектра. Поэтому большинство металлов имеют серебристо-белый или серый цвет и характерный блеск. Примеры: серебро (Ag), платина (Pt), алюминий (Al).

Отличительные физические свойства металлов

Различия в свойствах металлов объясняются особенностями строения их атомов (заряд ядра, атомный радиус, число валентных электронов) и типом кристаллической решетки.

• Температура плавления. Зависит от прочности металлической связи. Чем больше валентных электронов отдает атом в «электронный газ» и чем меньше радиус иона, тем прочнее связь и выше температура плавления. Примеры: у щелочных металлов, отдающих один электрон (например, натрий Na, t_пл = 98 °C), она низкая. У тугоплавких металлов, таких как вольфрам (W, t_пл = 3422 °C), связь очень прочная. Ртуть (Hg) при комнатной температуре является жидкостью (t_пл = -39 °C).
• Плотность. Определяется атомной массой элемента и плотностью упаковки атомов в кристаллической решетке. Примеры: литий (Li) — один из самых легких металлов (плотность 0,53 г/см³), а осмий (Os) и иридий (Ir) — самые тяжелые (плотность ~22,6 г/см³).
• Твердость. Как и температура плавления, твердость связана с прочностью металлической связи. Примеры: щелочные металлы (Na, K) очень мягкие и режутся ножом, тогда как хром (Cr) и вольфрам (W) — одни из самых твердых металлов.
• Цвет. Большинство металлов серебристо-белые. Однако некоторые имеют характерный цвет из-за особенностей электронной структуры, которая приводит к избирательному поглощению света в определенных частях видимого спектра. Примеры: золото (Au) — желтое, так как поглощает сине-фиолетовую часть спектра. Медь (Cu) — красновато-розовая, так как поглощает сине-зеленую часть спектра.

Ответ: Общие физические свойства металлов (электро- и теплопроводность, пластичность, металлический блеск) обусловлены наличием в их кристаллической решетке обобществленных свободных электронов («электронного газа»). Отличительные свойства (температура плавления, плотность, твердость, цвет) зависят от индивидуальных характеристик атомов (числа валентных электронов, атомного радиуса, атомной массы) и типа кристаллической решетки, которые определяют прочность металлической связи и особенности взаимодействия со светом.