Страница 149 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

3. Какую связь называют металлической? Как происходит её образование в простых веществах — металлах?

Какую связь называют металлической?

Металлическая связь — это тип химической связи, который характерен для простых веществ-металлов, а также для их сплавов и некоторых интерметаллических соединений. Суть этой связи заключается в электростатическом притяжении между положительно заряженными ионами металлов (катионами), которые образуют кристаллическую решётку, и обобществлёнными валентными электронами, свободно перемещающимися по всему объёму кристалла.

Эти свободные электроны не принадлежат какому-либо одному атому, а образуют так называемый «электронный газ» или «электронное море», которое связывает все катионы в единую структуру. Металлическая связь является ненаправленной (силы притяжения действуют одинаково во всех направлениях) и ненасыщенной (каждый атом взаимодействует с большим числом соседей). Именно эти особенности и наличие «электронного газа» определяют ключевые физические свойства металлов: высокую электро- и теплопроводность, пластичность (ковкость), металлический блеск.

Ответ: Металлической называют связь, образованную за счёт электростатического притяжения между положительными ионами металлов в узлах кристаллической решётки и свободно движущимися обобществлёнными валентными электронами («электронным газом»).

Как происходит её образование в простых веществах — металлах?

Процесс образования металлической связи в металлах можно описать следующим образом:

1. Атомы металлов характеризуются наличием небольшого количества электронов на внешнем энергетическом уровне (валентных электронов) и относительно низкими значениями энергии ионизации. Это означает, что они могут достаточно легко отдавать свои валентные электроны.

2. Когда атомы металла сближаются, образуя твёрдое тело, их валентные электронные орбитали перекрываются. В результате валентные электроны теряют прочную связь со «своими» ядрами и становятся общими для всего образующегося кристалла. Этот процесс называется делокализацией или обобществлением электронов.

3. Атомы, лишившись одного или нескольких валентных электронов, превращаются в положительно заряженные ионы — катионы (например, $Na - e^- \rightarrow Na^+$). Эти катионы располагаются в пространстве упорядоченно, формируя структуру, называемую металлической кристаллической решёткой.

4. Обобществлённые электроны ($e^-$) свободно и хаотично движутся в пространстве между узлами кристаллической решётки, подобно молекулам газа. Совокупность этих электронов формирует отрицательно заряженный «электронный газ».

5. Между положительными ионами в узлах решётки ($Me^{n+}$) и отрицательно заряженным «электронным газом» возникают силы электростатического притяжения. Эти силы и представляют собой металлическую связь, которая удерживает ионы вместе, обеспечивая целостность и прочность металлического кристалла.

Ответ: Образование металлической связи происходит, когда атомы металла отдают свои валентные электроны, превращаясь в положительные ионы. Эти ионы выстраиваются в кристаллическую решётку, а отданные электроны становятся общими и, свободно двигаясь между ионами, связывают их в единую структуру силами электростатического притяжения.

4. Как устроена кристаллическая решётка металлов?

Как устроена кристаллическая решётка металлов?

Кристаллическая решётка металлов представляет собой упорядоченную пространственную структуру, характерную для металлов в твёрдом агрегатном состоянии. Её строение определяет ключевые физические и химические свойства металлов.

В узлах этой решётки находятся положительно заряженные ионы (катионы) и нейтральные атомы металла. Атомы металлов имеют на внешнем энергетическом уровне небольшое количество валентных электронов, которые они относительно легко отдают. Эти электроны не привязаны к конкретным атомам, а становятся общими для всего кристалла. Они свободно и хаотично перемещаются в пространстве между ионами, образуя так называемый «электронный газ» или «море электронов». Эти электроны называются делокализованными.

Структура решётки удерживается вместе благодаря металлической связи. Это тип химической связи, основанный на электростатическом притяжении между положительно заряженными ионами ($Me^{n+}$) в узлах решётки и отрицательно заряженным «электронным газом» ($e^-$), который их окружает. Металлическая связь является ненаправленной (действует во все стороны) и ненасыщаемой (каждый ион взаимодействует со множеством электронов, и наоборот), что обеспечивает высокую стабильность всей структуры.

Именно такое строение обуславливает характерные свойства металлов:

• Электропроводность и теплопроводность: Наличие свободных, подвижных электронов позволяет металлам хорошо проводить электрический ток (упорядоченное движение электронов под действием электрического поля) и тепло (перенос энергии при столкновениях электронов).
• Пластичность (ковкость и тягучесть): При механическом воздействии слои ионов в решётке могут смещаться друг относительно друга без разрыва связей, так как «электронный газ» действует как смазка, продолжая скреплять их в новом положении.
• Металлический блеск: Поверхность металла отражает световые волны благодаря взаимодействию света со свободными электронами, что и придаёт ей характерный блеск.

Наиболее распространёнными типами кристаллических решёток у металлов являются плотноупакованные структуры:

• Гранецентрированная кубическая (ГЦК), например, у меди (Cu), алюминия (Al), золота (Au).
• Гексагональная плотноупакованная (ГПУ), например, у магния (Mg), цинка (Zn), титана (Ti).
• Объёмно-центрированная кубическая (ОЦК), которая менее плотная, например, у железа (Fe при низких температурах), натрия (Na), вольфрама (W).

Ответ: Кристаллическая решётка металлов состоит из положительно заряженных ионов и атомов, расположенных в её узлах, которые связаны между собой за счёт электростатического притяжения к общему «электронному газу», образованному делокализованными валентными электронами.

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.

6. Сравните металлическую кристаллическую решётку с ионной, атомной и молекулярной кристаллическими решётками.

Решение

Кристаллические решётки — это упорядоченное расположение частиц (атомов, ионов, молекул) в твёрдых веществах. Тип кристаллической решётки определяет основные физические свойства вещества. Сравним металлическую решётку с ионной, атомной и молекулярной по основным параметрам: типу частиц в узлах, характеру химической связи и вытекающим из этого физическим свойствам.

Сравнение металлической и ионной кристаллических решёток

Сходство: И в металлической, и в ионной решётке связь имеет электростатическую природу — притяжение между положительно и отрицательно заряженными частицами.

Различия:

• Частицы в узлах: В металлической решётке в узлах находятся катионы металлов и нейтральные атомы, а между ними свободно перемещаются обобществлённые электроны (так называемый "электронный газ"). В ионной решётке в узлах строго поочерёдно располагаются катионы и анионы (например, $Na^+$ и $Cl^-$ в поваренной соли).
• Химическая связь: В металлах — металлическая связь, которая является ненаправленной и делокализованной. Она осуществляется за счёт притяжения катионов к "электронному газу". В ионных кристаллах — ионная связь, которая также ненаправленная, но действует между конкретными разноименно заряженными ионами.
• Физические свойства: Наличие "электронного газа" обуславливает высокую электро- и теплопроводность металлов, их пластичность (ковкость и тягучесть), а также металлический блеск. Ионные кристаллы, напротив, в твёрдом состоянии являются диэлектриками (нет свободных носителей заряда), они хрупкие (сдвиг слоёв приводит к отталкиванию одноимённых ионов и разрушению кристалла) и не обладают металлическим блеском. Расплавы и растворы ионных соединений проводят ток, так как ионы становятся подвижными.

Ответ: Металлическая решётка состоит из катионов и "электронного газа", что обеспечивает пластичность и проводимость. Ионная решётка состоит из чередующихся катионов и анионов, что делает кристаллы хрупкими и непроводящими в твёрдом виде.

Сравнение металлической и атомной кристаллических решёток

Сходство: Вещества с обоими типами решёток, как правило, обладают высокими температурами плавления из-за прочных связей между частицами в узлах.

Различия:

• Частицы в узлах: В атомной решётке в узлах находятся нейтральные атомы (например, атомы углерода $C$ в алмазе или кремния $Si$ в кристалле кремния). В металлической, как уже говорилось, — катионы и атомы.
• Химическая связь: В атомной решётке атомы соединены очень прочными, направленными и локализованными ковалентными связями. Весь кристалл представляет собой одну гигантскую молекулу. В металлической решётке связь делокализована по всему объёму кристалла.
• Физические свойства: Прочные и направленные ковалентные связи делают вещества с атомной решёткой очень твёрдыми (алмаз — эталон твёрдости), тугоплавкими и хрупкими. Они, как правило, диэлектрики (исключение — графит, где есть делокализованные электроны в плоскостях). Металлы же, из-за делокализованной связи, пластичны и обладают высокой электропроводностью.

Ответ: Металлическая решётка характеризуется делокализованными связями, что ведёт к пластичности и электропроводности. Атомная решётка имеет прочные направленные ковалентные связи, что обуславливает очень высокую твёрдость, хрупкость и, как правило, отсутствие проводимости.

Сравнение металлической и молекулярной кристаллических решёток

Сходство: Практически отсутствуют. Можно лишь отметить, что оба типа решёток описывают строение твёрдых веществ при определённых условиях.

Различия:

• Частицы в узлах: В молекулярной решётке в узлах находятся целые молекулы (например, $H_2O$ в кристалле льда, $I_2$ в кристалле иода). Атомы внутри этих молекул связаны прочными ковалентными связями, но сами молекулы в решётке удерживаются слабыми межмолекулярными силами (силы Ван-дер-Ваальса, водородные связи).
• Химическая связь: Связи между узлами в молекулярной решётке очень слабые по сравнению с прочной металлической связью.
• Физические свойства: Из-за слабых межмолекулярных связей вещества с молекулярной решёткой имеют низкие температуры плавления и кипения, они летучи, обладают малой твёрдостью и хрупкостью, являются диэлектриками. Свойства металлов (тугоплавкость, прочность, пластичность, электропроводность) являются полной противоположностью.

Ответ: Металлическая решётка с её сильной металлической связью определяет высокую прочность, тугоплавкость и проводимость металлов. Молекулярная решётка со слабыми межмолекулярными связями определяет низкие температуры плавления, летучесть и непроводимость большинства молекулярных кристаллов.

7. Определите атомные номера и названия элементов по следующим данным:

а) расположен в пятом периоде, IIA-группе;

б) имеет 23 электрона в электронной оболочке;

в) заряд ядра атома равен +29;

г) в ядре его изотопа $^{65}\text{Э}$ содержится 35 нейтронов;

д) электронная оболочка атома состоит из трёх электронных слоёв, на внешнем слое расположен один электрон.

а) Номер периода в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева указывает на количество энергетических уровней (электронных слоёв) в атоме. Элемент, расположенный в пятом периоде, имеет пять электронных слоёв.

Номер группы для элементов главных подгрупп (А-групп) указывает на количество электронов на внешнем энергетическом уровне (валентных электронов). Элемент IIА-группы является щелочноземельным металлом и имеет два валентных электрона.

Находим в Периодической таблице элемент, который находится на пересечении пятого периода и IIА-группы. Это Стронций (Sr). Его атомный номер – 38.

Ответ: Атомный номер – 38, название элемента – Стронций (Sr).

б) Атом в основном состоянии является электронейтральной частицей, поэтому число электронов в его электронной оболочке равно числу протонов в ядре.

Число протонов в ядре, в свою очередь, определяет атомный (порядковый) номер элемента в Периодической системе.

Следовательно, если атом имеет 23 электрона, его атомный номер также равен 23.

Элемент с атомным номером 23 – это Ванадий (V).

Ответ: Атомный номер – 23, название элемента – Ванадий (V).

в) Заряд ядра атома обусловлен находящимися в нём протонами, каждый из которых несёт заряд +1 (в единицах элементарного заряда). Нейтроны заряда не имеют.

Таким образом, заряд ядра численно равен количеству протонов в нём. Если заряд ядра равен +29, это означает, что в ядре содержится 29 протонов.

Количество протонов в ядре соответствует атомному номеру элемента.

Элемент с атомным номером 29 – это Медь (Cu).

Ответ: Атомный номер – 29, название элемента – Медь (Cu).

г) Дано:

Изотоп элемента: $^{65}Э$
Массовое число, $A = 65$
Число нейтронов, $N = 35$

Найти:

Атомный номер, $Z$ – ?
Название элемента, Э – ?

Решение:

Массовое число атома ($A$) равно сумме числа протонов ($Z$) и числа нейтронов ($N$) в ядре: $A = Z + N$. Атомный номер ($Z$) элемента определяется числом протонов в ядре. Чтобы найти атомный номер, необходимо из массового числа вычесть число нейтронов:

$Z = A - N$

Подставим известные значения в формулу:

$Z = 65 - 35 = 30$

Следовательно, атомный номер искомого элемента равен 30. По Периодической системе Д.И. Менделеева находим, что элемент с атомным номером 30 — это Цинк (Zn).

Ответ: Атомный номер – 30, название элемента – Цинк (Zn).

д) Количество электронных слоёв (энергетических уровней) в атоме элемента равно номеру периода, в котором он расположен в Периодической системе. Если у атома три электронных слоя, то он находится в третьем периоде.

Для элементов главных подгрупп (А-групп) число электронов на внешнем электронном слое равно номеру группы. Если на внешнем слое расположен один электрон, то элемент относится к IА-группе.

Элемент, который расположен в третьем периоде и IА-группе, — это Натрий (Na). Его атомный номер – 11.

Ответ: Атомный номер – 11, название элемента – Натрий (Na).

8. Какие свойства металлов использованы в образных выражениях «железный характер», «свинцовый кулак», «золотой характер», «серебряный дождь», «медный волос»?

«железный характер» — в этом выражении используется такое свойство железа, как его прочность, твердость и несгибаемость. «Железный характер» — это сильный, волевой, непреклонный характер, который трудно сломить, подобно тому как трудно согнуть или сломать изделие из железа.
Ответ: прочность и твердость.

«свинцовый кулак» — здесь используется свойство свинца — его большая плотность и, как следствие, большая масса при относительно небольшом объеме. Выражение «свинцовый кулак» или «свинцовая тяжесть» передает ощущение чего-то очень тяжелого, давящего. Удар таким кулаком подразумевается сокрушительным из-за его воображаемой тяжести.
Ответ: большая плотность (тяжесть).

«золотой характер» — в данном случае используется не физическое, а ценностное свойство золота. Золото — драгоценный, благородный и очень ценный металл. Говоря «золотой характер», имеют в виду замечательного, отзывчивого, доброго человека, характер которого очень ценится окружающими, как и сам драгоценный металл.
Ответ: высокая ценность, драгоценность.

«серебряный дождь» — это образное выражение основано на внешнем виде серебра — его блестящем, светлом, серебристо-белом цвете и металлическом блеске. Капли дождя, сверкающие на свету, или блестящие нити (например, новогодний «дождик») сравниваются с цветом и блеском серебра.
Ответ: серебристо-белый цвет и блеск.

«медный волос» — это выражение основано на характерном цвете меди. Медь имеет красновато-рыжий оттенок с металлическим блеском. Соответственно, «медный волос» — это волосы красновато-рыжего цвета, которые по своему оттенку напоминают этот металл.
Ответ: красновато-рыжий цвет и блеск.

9. Подготовьте сообщение по одной из тем:

1) «Элементы-металлы в организме человека и их биологическая роль»;

2) «Металлы в технике».

1) «Элементы-металлы в организме человека и их биологическая роль»

Организм человека — это сложнейшая химическая система, для нормального функционирования которой необходимо присутствие множества химических элементов. Среди них особую роль играют металлы. Несмотря на то что их содержание в организме может быть незначительным, их недостаток или избыток способен приводить к серьезным заболеваниям. Металлы в организме человека принято делить на макроэлементы (содержание которых составляет более 0,01% от массы тела) и микроэлементы (содержатся в очень малых, «следовых» количествах, менее 0,001%).

К важнейшим металлам-макроэлементам относятся калий, натрий, кальций и магний.

Калий (K) и Натрий (Na): эти два щелочных металла работают в паре, поддерживая водно-солевой баланс и кислотно-щелочное равновесие. Они создают разность потенциалов на клеточных мембранах, что является основой для передачи нервных импульсов и сокращения мышечных волокон, включая сердечную мышцу. Натрий преобладает во внеклеточной жидкости, а калий — внутри клеток. Этот градиент концентраций поддерживается работой калий-натриевого насоса.

Кальций (Ca): самый распространенный металл в организме человека. Около 99% всего кальция сосредоточено в костях и зубах в виде гидроксиапатита, обеспечивая их прочность и твердость. Ионы кальция $Ca^{2+}$ играют ключевую роль в процессах свертывания крови, мышечного сокращения, секреции гормонов и нейромедиаторов, а также в работе многих ферментов.

Магний (Mg): является кофактором (небелковым помощником) для более чем 300 ферментов. Он необходим для синтеза АТФ — главной энергетической «валюты» клетки. Магний участвует в синтезе белка и ДНК, передаче нервных сигналов, способствует расслаблению мышц. Он также важен для поддержания нормального сердечного ритма и регулирует уровень кальция в организме.

Микроэлементы, несмотря на их малое содержание, не менее важны для жизни. Ключевыми металлами-микроэлементами являются железо, цинк, медь, марганец, кобальт и другие.

Железо (Fe): один из важнейших микроэлементов. Входит в состав гемоглобина — белка эритроцитов, который переносит кислород от легких ко всем тканям организма. Также железо содержится в миоглобине (обеспечивает кислородный запас в мышцах) и множестве ферментов, участвующих в клеточном дыхании и обмене веществ. Дефицит железа является самой распространенной причиной анемии.

Цинк (Zn): необходим для работы иммунной системы, заживления ран, роста и деления клеток. Он входит в состав сотен ферментов, участвующих в синтезе белков и нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Цинк также важен для поддержания здоровья кожи, волос, а также для вкусового восприятия и обоняния.

Медь (Cu): участвует в метаболизме железа, способствуя его включению в гемоглобин. Медь необходима для образования коллагена и эластина — основных белков соединительной ткани, что важно для здоровья кожи, костей и кровеносных сосудов. Также медь входит в состав ферментов, защищающих клетки от свободных радикалов (антиоксидантная защита).

Марганец (Mn): активирует ферменты, отвечающие за формирование костной и хрящевой ткани, а также за метаболизм аминокислот, холестерина и углеводов. Он играет роль в процессах кроветворения и репродуктивной функции, обладает антиоксидантными свойствами.

Кобальт (Co): является центральным атомом в молекуле витамина B12 (цианокобаламина). Этот витамин критически важен для нормального кроветворения (образования эритроцитов) и функционирования нервной системы. Организм человека не может синтезировать витамин B12 и должен получать его с пищей.

Таким образом, элементы-металлы выполняют в организме человека жизненно важные функции: структурную (кальций в костях), каталитическую (цинк, магний, медь в ферментах), транспортную (железо в гемоглобине), регуляторную (калий и натрий в нервной системе). Поддержание их баланса является залогом здоровья, и достигается это в первую очередь за счет разнообразного и полноценного питания.

Ответ: В сообщении представлена развернутая информация о биологической роли важнейших металлов-макроэлементов (калий, натрий, кальций, магний) и металлов-микроэлементов (железо, цинк, медь, марганец, кобальт) в организме человека.

Особенности строения атомов металлов объясняют тот факт, что металлы проявляют только восстановительные свойства, т. е. отдают валентные электроны. Какие вещества выступают в этом случае в роли окислителей?

Поскольку металлы в химических реакциях являются восстановителями (то есть отдают свои валентные электроны), для протекания окислительно-восстановительной реакции им необходим партнер — окислитель, который эти электроны примет. Окислителем называется атом, ион или молекула, принимающая электроны в ходе реакции.

В роли окислителей для металлов могут выступать различные классы веществ.

Простые вещества — неметаллы
Атомы неметаллов, особенно обладающие высокой электроотрицательностью (например, кислород, галогены, сера), являются сильными окислителями и активно реагируют со многими металлами.
Пример: горение магния в кислороде.
$2Mg^0 + O_2^0 \rightarrow 2Mg^{+2}O^{-2}$
Атом магния $Mg$ отдает 2 электрона, выступая восстановителем, а молекула кислорода $O_2$ принимает 4 электрона, выступая окислителем.

Катионы водорода ($H^+$)
В растворах кислот-неокислителей (таких как соляная $HCl$, разбавленная серная $H_2SO_4$) окислителем выступают ионы водорода $H^+$. Они окисляют металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений до водорода.
Пример: взаимодействие цинка с соляной кислотой.
$Zn^0 + 2H^+Cl \rightarrow Zn^{+2}Cl_2 + H_2^0 \uparrow$
Атом цинка $Zn$ отдает 2 электрона, а два иона водорода $H^+$ их принимают, образуя молекулу водорода $H_2$.

Молекулы воды ($H_2O$)
Вода может выступать окислителем для активных металлов (щелочных и щелочноземельных), а также для металлов средней активности при нагревании (в виде пара). Окислителем в данном случае является атом водорода в степени окисления +1.
Пример: взаимодействие натрия с водой.
$2Na^0 + 2H_2^{+1}O \rightarrow 2Na^{+1}OH + H_2^0 \uparrow$
Атом натрия $Na$ отдает электрон, а атом водорода в молекуле воды его принимает.

Катионы менее активных металлов
В растворах солей более активный металл может вытеснять менее активный. При этом катионы менее активного металла выступают в роли окислителя.
Пример: взаимодействие железа с раствором сульфата меди(II).
$Fe^0 + Cu^{+2}SO_4 \rightarrow Fe^{+2}SO_4 + Cu^0$
Атом железа $Fe$ отдает 2 электрона, а ион меди $Cu^{2+}$ их принимает.

Сложные ионы (анионы кислот-окислителей)
В таких кислотах, как азотная ($HNO_3$) и концентрированная серная ($H_2SO_4$), окислителем является не ион водорода, а сложный анион ($NO_3^-$ или $SO_4^{2-}$), а точнее — атом в высшей степени окисления ($N^{+5}$ или $S^{+6}$). Эти кислоты способны окислять даже металлы, стоящие в ряду напряжений после водорода (например, медь).
Пример: взаимодействие меди с концентрированной азотной кислотой.
$Cu^0 + 4HN^{+5}O_3(\text{конц.}) \rightarrow Cu^{+2}(NO_3)_2 + 2N^{+4}O_2 \uparrow + 2H_2O$
Атом меди $Cu$ отдает 2 электрона, а атом азота $N^{+5}$ в азотной кислоте принимает электрон.

Ответ: В роли окислителей для металлов выступают вещества, атомы или ионы которых способны принимать электроны. К ним относятся: простые вещества-неметаллы (например, кислород, галогены, сера), катионы водорода (в кислотах), молекулы воды, катионы менее активных металлов (в солях), а также сложные анионы кислот-окислителей (например, нитрат-ион $NO_3^-$ и сульфат-ион $SO_4^{2-}$).