Номер 1273, страница 195 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1273. Перечислите физические свойства, характерные для металлов.

Металлы представляют собой большую группу химических элементов, обладающих рядом общих и характерных физических свойств. Эти свойства обусловлены особенностями их внутреннего строения, а именно наличием металлической кристаллической решетки. В узлах этой решетки находятся положительные ионы, а между ними свободно перемещаются обобществленные валентные электроны, образуя так называемый «электронный газ». Именно этот «электронный газ» определяет большинство физических свойств металлов.

• Металлический блеск. Поверхность большинства металлов в чистом виде обладает характерным блеском. Это свойство объясняется тем, что свободные электроны в поверхностном слое металла отражают световые волны, не пропуская их внутрь. Поэтому металлы в компактном состоянии непрозрачны и имеют блестящую поверхность. Исключениями являются металлы в очень тонком или порошкообразном состоянии, которые могут быть черными или серыми.

• Высокая электропроводность. Металлы являются лучшими проводниками электрического тока. При создании в проводнике электрического поля (например, при подключении к источнику тока) свободные электроны начинают упорядоченно двигаться, создавая электрический ток. С повышением температуры электропроводность металлов уменьшается, так как тепловые колебания ионов в узлах кристаллической решетки усиливаются и создают больше препятствий для движения электронов.

• Высокая теплопроводность. Хорошая теплопроводность металлов также объясняется наличием свободных электронов. Электроны, обладая высокой подвижностью и кинетической энергией, быстро передают энергию от более нагретых участков металла к менее нагретым. Также в передаче тепла участвуют колебания ионов в кристаллической решетке.

• Пластичность. Пластичность — это способность материала под действием нагрузки изменять свою форму и размеры без разрушения и сохранять эту форму после снятия нагрузки. Различают ковкость (способность расплющиваться в тонкие листы) и тягучесть (способность вытягиваться в проволоку). Пластичность металлов объясняется особенностью металлической связи: при сдвиге слоев ионов друг относительно друга связь между ними не разрывается, так как «электронный газ» продолжает связывать все ионы в единое целое. Самые пластичные металлы — золото, серебро и медь.

• Твердость. Большинство металлов обладают высокой твердостью, то есть способностью сопротивляться проникновению в них другого, более твердого тела. Твердость металлов сильно варьируется: от очень мягких щелочных металлов (натрий, калий), которые можно резать ножом, до очень твердых (хром, вольфрам, титан).

• Высокие температуры плавления. За исключением ртути (которая жидкая при комнатной температуре) и щелочных металлов, большинство металлов имеет высокие температуры плавления. Это связано с прочностью металлической связи: чтобы разрушить кристаллическую решетку и перевести металл в жидкое состояние, необходимо затратить большое количество энергии. Самым тугоплавким металлом является вольфрам ($T_{пл} = 3422$ °C).

• Высокая плотность. Как правило, металлы имеют высокую плотность из-за плотной упаковки атомов в кристаллической решетке и значительной атомной массы. Однако и здесь есть исключения: щелочные металлы, например, литий, имеют плотность меньше плотности воды. Самыми плотными металлами являются осмий и иридий.

Ответ:

К характерным физическим свойствам металлов относятся: металлический блеск, высокая электропроводность и теплопроводность, пластичность (ковкость и тягучесть), высокая плотность (в большинстве случаев), твердость, высокие температуры плавления и кипения.