Страница 200 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

8. Воспользовавшись рисунком 101, объясните, почему многие металлы пластичны, а ионные кристаллы — хрупки.

Рис. 101. Смещение слоёв при надавливании на ионные кристаллы (а), кристалл металла (б)

Данное явление объясняется различиями в строении кристаллических решеток ионных соединений и металлов.

Почему ионные кристаллы — хрупки

В кристаллах с ионной связью, как показано на рисунке 101(а), в узлах решетки находятся чередующиеся положительно и отрицательно заряженные ионы. Они сильно притягиваются друг к другу, образуя прочную, но жесткую структуру. При механическом воздействии, например, ударе, происходит сдвиг слоев ионов. В результате этого сдвига друг против друга оказываются ионы с одинаковыми зарядами (положительный против положительного, отрицательный против отрицательного). Между ними возникают мощные силы электростатического отталкивания, которые приводят к разрыву связей и разрушению кристалла. Именно поэтому ионные кристаллы являются хрупкими.

Ответ: Хрупкость ионных кристаллов обусловлена тем, что при механической деформации происходит смещение слоев ионов, в результате чего одноименно заряженные ионы оказываются рядом, и возникающие между ними силы отталкивания разрушают кристалл.

Почему многие металлы пластичны

В металлах кристаллическая решетка устроена иначе (рисунок 101(б)). В ее узлах находятся положительные ионы, а между ними свободно движутся обобществленные валентные электроны, образуя так называемый "электронный газ". Этот "газ" действует как цемент, прочно связывая все положительные ионы вместе. При механическом воздействии слои ионов в металле могут легко скользить друг относительно друга. При этом связь между слоями не разрывается, так как "электронный газ" продолжает удерживать ионы в их новом положении. В результате металл не ломается, а меняет свою форму, то есть проявляет пластичность.

Ответ: Пластичность металлов объясняется тем, что при смещении слоев положительных ионов в кристаллической решетке связь между ними не разрывается, так как она осуществляется посредством "электронного газа", который продолжает удерживать слои вместе, позволяя металлу деформироваться без разрушения.

9. Охарактеризуйте общие химические свойства металлов, заполнив последнюю графу таблицы 12.

Таблица 12

Реакция

Условия протекания реакции

Пример

1. Взаимодействие с водой

В реакцию вступают лишь наиболее активные металлы

2. Взаимодействие с кислотами

Металл должен быть расположен в ряду активности левее водорода

3. Взаимодействие с солями

Более активный металл вытесняет менее активный

4. Взаимодействие с неметаллами

Чем активнее металл и неметалл, тем энергичнее протекает реакция

5. Взаимодействие с оксидами

Более активный металл вытесняет менее активный

1. Взаимодействие с водой

Примером взаимодействия наиболее активных металлов с водой является реакция натрия с водой. В результате образуется гидроксид натрия (щелочь) и выделяется газообразный водород.

Ответ: $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$

2. Взаимодействие с кислотами

Металлы, стоящие в ряду активности левее водорода, вытесняют его из растворов кислот (кроме азотной и концентрированной серной). Например, цинк реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида цинка и водорода.

Ответ: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

3. Взаимодействие с солями

Более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли. Например, если железную пластину опустить в раствор сульфата меди(II), то железо, как более активный металл, вытеснит медь.

Ответ: $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu \downarrow$

4. Взаимодействие с неметаллами

Металлы реагируют со многими неметаллами (кислородом, галогенами, серой) при нагревании. Например, магний активно горит в кислороде, образуя оксид магния.

Ответ: $2Mg + O_2 \xrightarrow{t} 2MgO$

5. Взаимодействие с оксидами

Более активные металлы могут вытеснять менее активные металлы из их оксидов при высоких температурах (металлотермия). Классическим примером является алюминотермия — восстановление железа из его оксида алюминием.

Ответ: $2Al + Fe_2O_3 \xrightarrow{t} Al_2O_3 + 2Fe$