✔ вопрос, страница 144 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

Из 118 элементов Периодической системы Д. И. Менделеева более 90 — это металлы. Что общего в строении атомов металлов? Какие физические свойства металлов обусловлены особенностями металлической кристаллической решётки?

Что общего в строении атомов металлов?

Общей и главной чертой в строении атомов всех металлов является наличие небольшого числа электронов на их внешнем энергетическом уровне (валентной оболочке) — как правило, от одного до трёх. Эти валентные электроны слабо связаны с атомным ядром по двум причинам: относительно большой радиус атомов металлов и экранирующее действие внутренних электронных слоев, которые ослабляют притяжение ядра.

Вследствие этой слабой связи атомы металлов характеризуются низкой энергией ионизации, то есть им требуется мало энергии для отрыва валентных электронов. Поэтому они проявляют сильную тенденцию к отдаче этих электронов, превращаясь в положительно заряженные ионы — катионы. Эта способность легко терять электроны определяет их характерные химические свойства — быть сильными восстановителями в химических реакциях. Например, атом натрия ($Na$) легко отдает свой единственный валентный электрон, образуя катион натрия ($Na^+$):
$Na - 1e^- \rightarrow Na^+$

Ответ: Главное общее свойство в строении атомов металлов — это наличие малого числа (1–3) электронов на внешней электронной оболочке, которые слабо связаны с ядром и которые атом легко отдает, превращаясь в положительный ион.

Какие физические свойства металлов обусловлены особенностями металлической кристаллической решётки?

Характерные физические свойства металлов напрямую обусловлены особенностями их внутреннего строения в твердом состоянии — металлической кристаллической решёткой и металлической связью. В узлах этой решётки располагаются положительно заряженные ионы металлов, а всё пространство между ними заполнено свободно перемещающимися валентными электронами, которые стали общими для всех атомов. Эти обобществлённые электроны образуют так называемый «электронный газ». Металлическая связь — это электростатическое притяжение между положительными ионами и отрицательно заряженным «электронным газом».

Эта уникальная структура определяет следующие физические свойства:

• Высокая электропроводность и теплопроводность. Наличие свободных, подвижных электронов в «электронном газе» позволяет им упорядоченно двигаться под действием электрического поля, создавая электрический ток. Аналогично, эти электроны быстро передают кинетическую энергию от более нагретых участков к более холодным, что обуславливает высокую теплопроводность.
• Пластичность (ковкость и тягучесть). При механическом воздействии (например, ударе) слои ионов в кристаллической решётке могут смещаться друг относительно друга без разрыва связей, так как «электронный газ» действует как связующая смазка, продолжая удерживать ионы вместе в их новом положении. Этим металлы кардинально отличаются от хрупких ионных кристаллов, которые при деформации разрушаются.
• Металлический блеск. Поверхность металла способна хорошо отражать падающий на неё свет. Свободные электроны на поверхности поглощают энергию световых волн (фотонов) и практически мгновенно переизлучают её. Так как отражается большая часть видимого спектра, металлы имеют характерный блеск и, как правило, серебристо-белый цвет (за исключением, например, золота и меди).
• Непрозрачность. Высокая концентрация свободных электронов, которые могут поглощать фотоны света с широким диапазоном энергий, не позволяет световым лучам проходить сквозь толщу металла.

Ответ: Особенности металлической кристаллической решётки (наличие катионов в узлах и свободного «электронного газа» между ними) обусловливают такие физические свойства металлов, как высокая электро- и теплопроводность, пластичность (ковкость, тягучесть), металлический блеск и непрозрачность.