Лабораторный опыт 29, страница 161 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 37. Металлическая химическая связь. Глава 5. Химическая связь. Окислительно-восстановительные реакции - страница 161.

Лабораторный опыт 29

Создайте модель, иллюстрирующую особенности металлической связи. Для этого на одно небольшое зеркало (или стеклянную пластину) поместите 2–3 капли воды. На это зеркало положите сверху другое зеркало и подвигайте их относительно друг друга.

Тонкий слой воды играет роль обобществлённых электронов и позволяет иллюстрировать такое свойство металлов, как пластичность (зеркала легко смещаются, но оторвать их друг от друга непросто).

Цель опыта

Создать и проанализировать физическую модель, которая наглядно демонстрирует ключевые особенности металлической химической связи, в частности, пластичность металлов.

Ответ: Целью является моделирование металлической связи для иллюстрации пластичности.

Оборудование и материалы

• Два небольших плоских зеркала (или две стеклянные пластины, например, предметные стекла для микроскопа).
• Вода (2–3 капли).
• Пипетка (для удобства нанесения).

Ответ: Для опыта понадобятся два зеркала (или стекла) и вода.

Ход опыта

1. Возьмите одно зеркало и положите его на ровную горизонтальную поверхность.
2. Капните на его поверхность 2–3 капли воды.
3. Аккуратно положите второе зеркало сверху на первое так, чтобы слой воды равномерно распределился между ними.
4. Попробуйте сдвинуть верхнее зеркало относительно нижнего в горизонтальной плоскости. Зафиксируйте свои ощущения.
5. Попробуйте оторвать верхнее зеркало от нижнего, прикладывая усилие перпендикулярно их поверхностям. Сравните прилагаемое усилие с усилием, необходимым для сдвига.

Ответ: Необходимо поместить слой воды между двумя зеркалами, а затем попытаться сдвинуть их параллельно друг другу и разъединить, потянув перпендикулярно.

Наблюдения и объяснение

В ходе эксперимента наблюдается, что зеркала довольно легко скользят друг по другу, но при этом их трудно оторвать одно от другого.

Данный опыт представляет собой модель строения металла. В этой модели:

• Зеркала (или стеклянные пластины) играют роль слоев катионов (положительно заряженных ионов металла), расположенных в узлах кристаллической решетки.
• Тонкий слой воды между зеркалами моделирует «электронный газ» — обобществленные валентные электроны, которые свободно перемещаются между ионами и связывают их в единую структуру.

Иллюстрация пластичности:
Пластичность металлов — это их способность изменять форму под действием внешней силы без разрушения. В нашей модели легкость, с которой одно зеркало скользит по другому, иллюстрирует именно это свойство. При механическом воздействии на металл (например, при ковке) слои ионов в кристаллической решетке смещаются. Связь между ними не разрывается, так как «электронный газ» (в нашей модели — вода) продолжает «склеивать» их в новом положении. Смещение происходит без разрыва сплошности.

Иллюстрация прочности связи:
Трудность, с которой зеркала отрываются друг от друга, демонстрирует силу связи. В модели это обусловлено силами поверхностного натяжения воды и силами притяжения молекул воды к поверхности стекла (адгезия). В реальном металле это аналог прочных электростатических сил притяжения между положительно заряженными ионами и отрицательно заряженным «электронным газом». Именно эти силы обеспечивают прочность и целостность металлического изделия.

Ответ: Модель наглядно показывает, что слои ионов в металле (зеркала) могут смещаться друг относительно друга без разрыва связи благодаря «электронному газу» (слою воды), что объясняет пластичность. При этом «электронный газ» прочно удерживает ионы вместе, что объясняет прочность металла (сложность отрыва зеркал).