Номер 5, страница 149 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

5. Какие физические свойства обусловлены общим для всех металлов типом кристаллической решётки? Назовите области применения металлов, основанные на указанных вами физических свойствах.

Решение

Общим для всех металлов является наличие металлической кристаллической решётки. В узлах этой решётки находятся положительно заряженные ионы (катионы) и некоторые нейтральные атомы, а между ними свободно перемещаются обобществлённые валентные электроны, образуя так называемый «электронный газ». Именно эта уникальная структура определяет общие физические свойства всех металлов.

Какие физические свойства обусловлены общим для всех металлов типом кристаллической решётки?

• Высокая электропроводность. Наличие свободных электронов («электронного газа»), которые под действием электрического поля начинают упорядоченно двигаться, создавая электрический ток.

• Высокая теплопроводность. Свободные электроны обладают большой кинетической энергией и, хаотично двигаясь, быстро передают энергию от более нагретых участков металла к менее нагретым. Также теплопереносу способствуют колебания ионов в узлах решётки.

• Пластичность (ковкость и тягучесть). При механическом воздействии слои ионов в кристаллической решётке могут смещаться друг относительно друга без разрыва связей. «Электронный газ» действует как смазка, продолжая удерживать сместившиеся слои вместе. Это позволяет изменять форму металла, не разрушая его.

• Металлический блеск. Свободные электроны на поверхности металла взаимодействуют со световыми волнами, отражая большинство падающих на них лучей. Это делает поверхность металлов блестящей и непрозрачной.

• Высокая плотность и твёрдость. Атомы в металлической решётке упакованы очень плотно, что в большинстве случаев приводит к высокой плотности. Силы притяжения между ионами и «электронным газом» обеспечивают прочность и твёрдость металлов.

Ответ: Общий для всех металлов тип кристаллической решётки (металлическая) обуславливает такие физические свойства, как высокая электропроводность и теплопроводность, пластичность, металлический блеск, а также, как правило, высокую плотность и твёрдость.

Назовите области применения металлов, основанные на указанных вами физических свойствах.

• Электропроводность: используется при изготовлении электрических проводов и кабелей (медь, алюминий), контактов в электроприборах и электронике (серебро, золото, медь).

• Теплопроводность: нашла применение в производстве радиаторов отопления и охлаждения (алюминий, чугун), теплообменников, радиаторов для отвода тепла от процессоров (медь, алюминий), а также кухонной посуды (сталь, алюминий, медь).

• Пластичность: является основой для таких технологических процессов, как ковка, штамповка, прокатка (производство листового металла для автомобилей и кровли), волочение (изготовление проволоки). Благодаря пластичности из драгоценных металлов (золото, серебро, платина) создают ювелирные украшения.

• Металлический блеск: используется в декоративных целях, для изготовления ювелирных изделий и покрытий (золото, серебро, хром), а также для создания зеркал и отражающих поверхностей (нанесение тонкого слоя серебра или алюминия на стекло).

• Твёрдость и прочность: позволяют использовать металлы и их сплавы (сталь, чугун, титан, дюралюминий) в качестве конструкционных материалов в строительстве (арматура, балки), машиностроении (детали машин, корпусы), авиа- и ракетостроении.

Ответ: На основе высокой электропроводности металлы применяют в электротехнике; на основе теплопроводности — в системах отопления и охлаждения; пластичность позволяет производить изделия различной формы (от проволоки до кузовов автомобилей); металлический блеск используется в декоративных целях и для создания зеркал; твёрдость и прочность лежат в основе применения металлов как конструкционных материалов.