Номер 2, страница 162 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 37. Металлическая химическая связь. Глава 5. Химическая связь. Окислительно-восстановительные реакции - номер 2, страница 162.

2. Что общего между ионной и металлической связями и чем они различаются?

Общие черты ионной и металлической связей

Ионная и металлическая химические связи имеют несколько фундаментальных сходств, которые обусловлены их электростатической природой.

1. Электростатическое притяжение. В основе обоих типов связи лежит сила кулоновского притяжения между противоположно заряженными частицами. В случае ионной связи это притяжение между положительно заряженными ионами (катионами) и отрицательно заряженными ионами (анионами). В металлической связи это притяжение между катионами металлов и общим "облаком" отрицательно заряженных свободных электронов.

2. Образование кристаллической решетки. Вещества как с ионным, так и с металлическим типом связи в твердом состоянии образуют упорядоченную трехмерную структуру — кристаллическую решетку. В узлах обеих решеток находятся положительно заряженные ионы (катионы).

3. Ненаправленность и ненасыщаемость. Электростатическое поле, создаваемое ионом или электронным облаком, сферически симметрично. Поэтому связь не имеет строго определенного направления в пространстве (ненаправленность) и каждый ион может взаимодействовать с несколькими соседними частицами (ненасыщаемость). Это отличает их от ковалентной связи, которая является направленной и насыщаемой.

Ответ: Общим для ионной и металлической связей является их электростатическая природа (притяжение между разноименными зарядами), образование кристаллической решетки с катионами в узлах, а также свойства ненаправленности и ненасыщаемости.

Различия между ионной и металлической связями

Несмотря на общие черты, существуют ключевые различия, которые определяют уникальные свойства ионных и металлических веществ.

1. Природа отрицательно заряженных частиц и состояние электронов.

- В ионной связи отрицательный заряд несут анионы — это конкретные атомы неметаллов, которые приняли электроны от атомов металлов (например, ион $Cl^-$ в соли $NaCl$). Электроны полностью передаются и жестко локализуются на анионах.

- В металлической связи роль носителей отрицательного заряда выполняют валентные электроны, которые отрываются от своих атомов и становятся общими для всего кристалла. Они образуют подвижный "электронный газ", который свободно перемещается между катионами. Электроны делокализованы.

2. Электропроводность.

- Ионные соединения в твердом виде являются диэлектриками, так как ионы зафиксированы в решетке и нет свободных носителей заряда. Они проводят ток только в расплавленном или растворенном состоянии, когда ионы становятся подвижными.

- Металлы являются отличными проводниками электричества как в твердом, так и в жидком состоянии благодаря наличию свободных, подвижных электронов.

3. Механические свойства (пластичность).

- Ионные кристаллы очень хрупкие. При механическом сдвиге слоев решетки одноименно заряженные ионы оказываются друг напротив друга, что вызывает сильное электростатическое отталкивание и приводит к разрушению кристалла.

- Металлы, наоборот, пластичны (ковки, тягучи). При сдвиге слоев катионов "электронный газ" продолжает выполнять роль связующего "клея", не давая кристаллу разрушиться. Связь легко перестраивается, что позволяет металлу деформироваться без разрыва.

4. Типы взаимодействующих атомов.

- Ионная связь возникает между атомами с большой разницей в электроотрицательности, как правило, между типичным металлом (например, $Na$, $K$, $Ca$) и типичным неметаллом (например, $F$, $Cl$, $O$).

- Металлическая связь реализуется между атомами одного и того же металла или в сплавах нескольких металлов, которые характеризуются низкой электроотрицательностью и способностью легко отдавать валентные электроны.

Ответ: Главные различия заключаются в природе отрицательно заряженных частиц: в ионной связи это локализованные анионы, а в металлической — делокализованный "электронный газ". Это фундаментальное различие приводит к противоположным физическим свойствам: ионные соединения хрупкие и являются диэлектриками в твердом состоянии, в то время как металлы пластичны и являются проводниками электричества.