ГДЗ по химии, 11 класс, Габриелян, номер 16.1: Металлы

План сравнения:

Для выполнения задания необходимо сопоставить металлы и неметаллы по двум ключевым аспектам: строению атомов (особенности электронной конфигурации внешнего уровня) и строению простых веществ (тип кристаллической решётки и вытекающие из неё физические свойства). Мы будем двигаться от микромира (атомы) к макромиру (вещества).

1. Сравнение по строению атомов

• Металлы: На внешнем энергетическом уровне обычно находится небольшое число электронов (1-3 электрона, реже до 7 у некоторых d-элементов). Радиусы атомов металлов, как правило, больше, чем радиусы атомов неметаллов того же периода. Электроны на внешнем уровне слабо связаны с ядром и легко отдаются, проявляя восстановительные свойства.
• Неметаллы: На внешнем уровне находится большое число электронов (4-8 электронов). Радиусы атомов меньше. Электроны прочно удерживаются ядром или притягивают недостающие электроны до завершения октета, проявляя окислительные свойства.

2. Сравнение по строению простых веществ и физическим свойствам

• Металлы: В твёрдом состоянии образуют металлическую кристаллическую решётку . Узлы решётки заняты ионами металла, между которыми свободно перемещаются делокализованные валентные электроны («электронный газ»).
  Физические свойства: благодаря наличию свободных электронов металлы обладают высокой электропроводностью и теплопроводностью, металлическим блеском, ковкостью и пластичностью. Большинство металлов — твёрдые вещества с высокими температурами плавления (исключение — ртуть).
• Неметаллы: Образуют простые вещества с различными типами решёток:
  – Атомная решётка (алмаз, кремний): узлы заняты атомами, связанными ковалентными связями. Свойства: очень высокая твёрдость, тугоплавкость, отсутствие электропроводности (кроме полупроводников).
  – Молекулярная решётка (O₂, N₂, I₂, сера): узлы заняты молекулами, связанными слабыми межмолекулярными силами. Свойства: низкие температуры плавления и кипения, летучесть, плохая тепло- и электропроводность.
  – Ионная решётка (редко для простых веществ, но характерна для соединений; среди простых неметаллов встречается редко, например, в некоторых аллотропных модификациях углерода могут обсуждаться смешанные типы, но классически неметаллы — это атомные и молекулярные структуры).

Проверка и вывод:

Сравнение подтверждает фундаментальное различие: металлы характеризуются способностью отдавать электроны и наличием металлической связи, что обуславливает их специфические физические свойства (блеск, проводимость). Неметаллы стремятся принять электроны, образуя ковалентные связи внутри молекул или атомных структур, что приводит к разнообразию агрегатных состояний и изолирующим свойствам большинства из них.