Номер 1270, страница 195 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1270. В чём сходство и различие между ковалентной и металлической связями?

Решение

Ковалентная и металлическая связи являются двумя основными типами химической связи, которые удерживают атомы вместе в веществе. Они имеют как общие черты, так и фундаментальные различия.

Сходство

Сходство между ковалентной и металлической связями заключается в их общей природе, основанной на обобществлении валентных электронов. Силы, удерживающие атомы, в обоих случаях являются электростатическими — это притяжение между положительно заряженными атомными остовами (ядра и внутренние электроны) и отрицательно заряженными "общими" электронами.

И в том, и в другом случае образование связи можно объяснить с помощью квантово-механической теории как результат перекрывания атомных орбиталей с образованием общих молекулярных орбиталей. Таким образом, оба типа связи возникают не за счет полного перехода электронов от одного атома к другому (как в ионной связи), а за счет их совместного использования.

Ответ: Сходство ковалентной и металлической связей состоит в том, что они обе образуются за счет обобществления валентных электронов и имеют электростатическую природу — притяжение между положительными атомными остовами и общими отрицательными электронами.

Различие

Несмотря на общую природу, различия между этими двумя типами связи более существенны и определяют кардинально разные свойства веществ.

1.Степень обобществления электронов. В ковалентной связи электроны обобществляются, как правило, в пределах одной пары (или небольшой группы) атомов. Такая связь является локализованной и направленной в пространстве. В металлической связи валентные электроны обобществляются всеми атомами кристалла, образуя так называемый "электронный газ". Эти электроны делокализованы, то есть свободно перемещаются по всему объему металла. Металлическая связь является ненаправленной.

2.Тип взаимодействующих атомов. Ковалентная связь образуется преимущественно между атомами неметаллов (например, в молекулах $H_2$, $O_2$, $H_2O$) или между атомами с близкими значениями электроотрицательности. Металлическая связь характерна для атомов металлов, которые легко отдают свои валентные электроны в общее пользование.

3.Свойства веществ. Различия в характере связи напрямую влияют на физические свойства веществ.

• Вещества с ковалентной связью (например, алмаз, вода, полиэтилен) обладают широким спектром свойств. Они могут быть очень твердыми (алмаз) или мягкими, жидкими, газообразными. Как правило, они являются плохими проводниками электрического тока (диэлектриками) или полупроводниками, так как у них нет свободных носителей заряда.

• Вещества с металлической связью (металлы и сплавы) характеризуются высокой электро- и теплопроводностью, пластичностью (ковкостью и тягучестью) и металлическим блеском. Все эти свойства обусловлены наличием свободных, делокализованных электронов.

Ответ: Основное различие состоит в том, что в ковалентной связи электроны локализованы между двумя атомами (связь направленная), а в металлической — делокализованы по всему кристаллу (связь ненаправленная). Это приводит к кардинальным различиям в физических свойствах веществ: вещества с ковалентной связью в основном диэлектрики, в то время как металлы пластичны, обладают блеском и являются хорошими проводниками электричества и тепла.