ГДЗ по химии, 11 класс, Габриелян, номер 16.2: Металлы

План сравнения:

Для корректного сравнения химических свойств металлов и неметаллов необходимо рассмотреть их поведение в ключевых реакциях: взаимодействие с простыми веществами (кислородом, галогенами, водородом), реакция со сложными веществами (вода, кислоты) и способность к окислению-восстановлению. Металлы характеризуются восстановительными свойствами, тогда как неметаллы чаще проявляют окислительные свойства.

Пошаговое вычисление и анализ свойств:

1. Взаимодействие с кислородом:
   • Металлы образуют основные или амфотерные оксиды. Например, натрий горит на воздухе с образованием пероксида натрия: 2Na+O₂→Na₂O₂. Магний образует обычный оксид: 2Mg+O₂→2MgO.
   • Неметаллы образуют кислотные оксиды. Серa горит с образованием диоксида серы: S+O₂→SO₂. Углерод при избытке кислорода дает углекислый газ: C+O₂→CO₂.
2. Взаимодействие с водородом:
   • Металлы (активные щелочные и щелочноземельные) реагируют с водородом, образуя гидриды, где водород имеет степень окисления -1: 2Li+H₂→2LiH. Большинство металлов с водородом напрямую не реагируют.
   • Неметаллы реагируют с водородом, образуя летучие соединения, где водород имеет степень окисления +1. Например, хлор: H₂+Cl₂→2HCl. Азот реагирует только при жестких условиях: N₂+3H₂rightleftharpoons2NH₃.
3. Отношение к воде и кислотам:
   • Металлы , стоящие в ряду активности до водорода, вытесняют его из кислот (Zn+2HCl→ZnCl₂+H₂↑). Активные металлы реагируют с водой (2K+2H₂O→2KOH+H₂↑).
   • Неметаллы обычно не вытесняют водород из кислот. Некоторые неметаллы (галогены) могут реагировать с водой с образованием кислот (Cl₂+H₂O→HCl+HClO).
4. Окислительно-восстановительная роль:
   • Атомы металлов имеют мало электронов на внешнем уровне и легко их отдают, выступая в роли восстановителей . Степень окисления металлов в соединениях всегда положительна.
   • Атомы неметаллов имеют много электронов на внешнем уровне и стремятся принять недостающие, выступая в роли окислителей (хотя могут быть и восстановителями, например, углерод в реакции с кислородом). Степень окисления может быть как отрицательной, так и положительной.

Проверка и вывод:

Сравнение подтверждает фундаментальное различие: металлы — это элементы, атомы которых обладают низкой электроотрицательностью и склонны отдавать электроны, формируя катионы. Неметаллы — элементы с высокой электроотрицательностью, склонные принимать электроны или образовывать общие электронные пары. Продукты реакций металлов (основные оксиды, гидроксиды) контрастируют с продуктами реакций неметаллов (кислотные оксиды, кислоты).