Номер 5, страница 49 - гдз по химии 7 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Охарактеризуйте общие свойства металлов и неметаллов.

Общие свойства металлов

Металлы — это группа химических элементов, обладающих характерными металлическими свойствами. В периодической системе Д.И. Менделеева они составляют большинство и располагаются в левой нижней части таблицы.

Физические свойства металлов:

1. Агрегатное состояние: Все металлы, за исключением ртути ($Hg$), являются твердыми веществами при стандартных условиях.

2. Металлический блеск: Обладают характерной способностью отражать свет. Это связано с наличием свободных электронов, которые переизлучают падающие на них световые волны.

3. Электро- и теплопроводность: Высокая проводимость обусловлена наличием в кристаллической решетке подвижных, делокализованных электронов ("электронный газ").

4. Пластичность (ковкость и тягучесть): Способность деформироваться под нагрузкой без разрушения. Это свойство также объясняется строением металлической кристаллической решетки, где слои ионов могут смещаться друг относительно друга, не разрывая металлической связи.

5. Цвет: Большинство металлов имеет серебристо-белый или серый цвет. Исключениями являются медь ($Cu$) — красноватого цвета, и золото ($Au$) — желтого.

6. Плотность и температура плавления: Эти свойства варьируются в широких пределах. Например, щелочные металлы (литий, натрий) легкие и легкоплавкие, а платиновые металлы (осмий, иридий) — очень плотные и тугоплавкие.

Химические свойства металлов:

Основное химическое свойство металлов — их способность быть восстановителями, то есть отдавать валентные электроны. В реакциях атом металла превращается в положительно заряженный ион (катион): $Me^0 - ne^- \rightarrow Me^{n+}$.

1. Взаимодействие с неметаллами:

- С кислородом образуют оксиды. Активные металлы образуют пероксиды или супероксиды. Пример: $4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$ (оксид алюминия).

- С галогенами образуют соли — галогениды. Пример: $2Fe + 3Cl_2 \xrightarrow{t} 2FeCl_3$ (хлорид железа(III)).

- С серой образуют сульфиды. Пример: $Zn + S \xrightarrow{t} ZnS$ (сульфид цинка).

2. Взаимодействие с водой:

- Активные металлы (щелочные и щелочноземельные) реагируют с водой при комнатной температуре, образуя щелочь и водород: $2Na + 2H_2o \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$.

- Металлы средней активности (например, $Fe, Zn$) реагируют с водяным паром при высокой температуре: $3Fe + 4H_2o \xrightarrow{t} Fe_3O_4 + 4H_2 \uparrow$.

- Металлы, стоящие в ряду активности после водорода ($Cu, Ag, Au$), с водой не реагируют.

3. Взаимодействие с кислотами:

- Металлы, стоящие в ряду активности до водорода, вытесняют его из растворов неокисляющих кислот (например, $HCl, H_2SO_4(разб.)$): $Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$.

- Взаимодействие с кислотами-окислителями (концентрированная серная, азотная) протекает по-другому, без выделения водорода.

4. Взаимодействие с растворами солей:

- Более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли (согласно ряду активности металлов): $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu\downarrow$.

Общие свойства неметаллов

Неметаллы — это химические элементы, для которых характерны неметаллические свойства. Они расположены в правом верхнем углу Периодической системы.

Физические свойства неметаллов:

1. Агрегатное состояние: Неметаллы существуют во всех трех агрегатных состояниях при стандартных условиях: газы ($H_2, N_2, O_2, F_2, Cl_2$), жидкость ($Br_2$) и твердые вещества ($C, P, S, Si, I_2$).

2. Внешний вид: Не имеют металлического блеска (исключения — йод и графит). Имеют разнообразную окраску (сера — желтая, бром — бурый, хлор — желто-зеленый).

3. Электро- и теплопроводность: В большинстве своем являются диэлектриками (не проводят ток) или полупроводниками. Исключение — графит, который хорошо проводит электрический ток.

4. Механические свойства: В твердом состоянии они, как правило, хрупкие, не обладают пластичностью.

5. Температуры плавления и кипения: Имеют более низкие температуры плавления и кипения по сравнению с металлами (за исключением таких элементов с атомной решеткой, как углерод и кремний).

Химические свойства неметаллов:

Неметаллы могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Для наиболее типичных неметаллов (галогены, кислород, сера) характерны окислительные свойства — способность принимать электроны. $X^0 + ne^- \rightarrow X^{n-}$.

1. В роли окислителя (с металлами, водородом, менее электроотрицательными неметаллами):

- С металлами образуют бинарные соединения (оксиды, сульфиды, галогениды и т.д.): $2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl$.

- С водородом образуют летучие водородные соединения: $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$.

2. В роли восстановителя (с более электроотрицательными неметаллами, в основном с фтором и кислородом):

- Горят в кислороде, образуя оксиды (как правило, кислотные или несолеобразующие): $S + O_2 \xrightarrow{t} SO_2$.

- Фтор, как самый электроотрицательный элемент, всегда является окислителем. С ним все остальные элементы, включая кислород, проявляют положительную степень окисления: $2F_2 + O_2 \rightarrow 2OF_2$.

3. Взаимодействие со сложными веществами:

- Более активные галогены вытесняют менее активные из растворов их солей: $Cl_2 + 2KI \rightarrow 2KCl + I_2\downarrow$.

- Некоторые неметаллы (галогены, сера, фосфор) могут реагировать со щелочами. Часто это реакции диспропорционирования: $3S + 6KOH \xrightarrow{t} 2K_2S + K_2SO_3 + 3H_2O$.

- Углерод и водород являются сильными восстановителями и используются для получения металлов из их оксидов: $Fe_2O_3 + 3C \xrightarrow{t} 2Fe + 3Co \uparrow$.

Ответ: Металлы и неметаллы — две большие группы химических элементов с противоположными свойствами. Металлы характеризуются физическими свойствами, такими как металлический блеск, высокая тепло- и электропроводность, пластичность. В химических реакциях металлы являются типичными восстановителями, легко отдают электроны, образуя положительные ионы. Их оксиды и гидроксиды в большинстве своем имеют основный или амфотерный характер. Неметаллы, напротив, в твердом состоянии обычно хрупкие, плохо проводят тепло и электричество и не имеют металлического блеска (за редкими исключениями). В химических реакциях они проявляют преимущественно окислительные свойства, принимая электроны и образуя отрицательные ионы, хотя могут быть и восстановителями. Их высшие оксиды и соответствующие им гидроксиды, как правило, имеют кислотный характер.