§ 40. Метали. Металічний зв’язок

• До змісту відповідей

ДІЗНАЄТЕСЯ, ЗРОЗУМІЄТЕ, ВИКОРИСТАЄТЕ

Які метали трапляються в природі нашої планети?

У самородному стані в природі нашої планети трапляються такі метали, як золото, срібло, платина та мідь.

Де у періодичній таблиці розміщені металічні елементи?

Металічні елементи охоплюють більшу частину періодичної системи: вони розташовані зліва від умовної діагоналі Бор — Астат (B — At). До них належать усі $s$-елементи (за винятком Гідрогену та Гелію), частина $p$-елементів, а також усі $d$- та $f$-елементи.

Які особливості має хімічний зв’язок у металах?

Металічний зв’язок існує в металах та їхніх сплавах. Він здійснюється між позитивно зарядженими йонами металу за допомогою спільних (делокалізованих) електронів, які вільно переміщуються між катіонами по всьому об’єму кристала.

1. Укажіть 5 металів, назви яких відрізняються від назв відповідних металічних елементів.

До таких металів належать: залізо (елемент Ферум), мідь (елемент Купрум), срібло (елемент Аргентум), золото (елемент Аурум) та ртуть (елемент Гідраргірум).

2. У якому реченні з-поміж наведених ідеться про метал, а в якому — про хімічний елемент? І. Цинк є компонентом мікродобрив. ІІ. Цинк плавиться за температури 419,5 °С.

У першому реченні йдеться про Цинк як хімічний елемент, оскільки описується його входження до складу складних речовин (добрив). У другому реченні йдеться про цинк як просту речовину (метал), оскільки вказано його фізичну властивість — температуру плавлення.

Запишіть схему утворення йона Алюмінію з атома, використавши хімічні формули частинок.

$Al^0 - 3e^- \rightarrow Al^{3+}$

ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ

Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про метали, металічний зв’язок і будову металів.

Метали — це прості речовини, утворені металічними елементами, для яких характерні спільні фізичні властивості: металічний блиск, висока електро- та теплопровідність, ковкість (пластичність). Ці властивості зумовлені наявністю металічного зв’язку. Він виникає внаслідок усуспільнення валентних електронів, які стають вільними й переміщуються між позитивно зарядженими йонами у вузлах кристалічних ґраток. Така внутрішня структура називається металічними кристалічними ґратками.

Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам / однокласницям. Порівняйте свою і їхні відповіді та оцініть їх. Поясніть, чому ваша оцінка саме така.

Запитання: «Як змінилися б властивості металів, якби валентні електрони втратили здатність вільно пересуватися і закріпилися б біля своїх атомів?»
Відповідь: Метали втратили б свої ключові властивості — електропровідність і теплопровідність, а також стали б крихкими, подібно до солей або неметалів, оскільки саме “електронний газ” забезпечує пластичність і утримує шари йонів разом.

ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ

421. У якій групі періодичної таблиці розміщені лише металічні елементи?

Виключно металічні елементи розміщені у другій (II) групі періодичної таблиці (як у головній, так і в побічній підгрупах), а також у всіх інших побічних підгрупах.

422. Запишіть формули йонів Літію та Кальцію, які можуть утворюватися у відповідних металах.

Йон Літію має формулу $Li^+$, а йон Кальцію — $Ca^{2+}$.

ПЕРЕВІРМО СЕБЕ

423. Чому в металі не може реалізовуватися: а) йонний зв’язок; б) ковалентний зв’язок?

а) Йонний зв’язок неможливий, оскільки він виникає між атомами з великою різницею електронегативності (типово між металом і неметалом), тоді як у металі присутні лише атоми металічних елементів, які схильні віддавати електрони.
б) Ковалентний зв’язок не реалізується, тому що валентні електрони в металах не утворюють спільних пар, локалізованих між двома конкретними атомами, а є усуспільненими для всього кристала.

ДІЗНАВАЙМОСЯ

424. Назва якої країни Латинської Америки походить від назви хімічного елемента, що утворює всім відомий метал? За відомостями з інтернету з’ясуйте, чому країна отримала таку назву.

Назва країни Аргентина походить від латинської назви срібла — Argentum. Країна отримала таку назву через історії та легенди перших іспанських завойовників про величезні поклади срібла в цьому регіоні (зокрема, річка Ріо-де-ла-Плата означає «Срібна річка»).

У КОМАНДІ

425. Визначте приблизно, у скільки разів більше металічних елементів, ніж неметалічних.

Металічних елементів приблизно в чотири рази більше, ніж неметалічних. У періодичній системі відомо понад 118 елементів, з яких неметалічних лише близько 22, а решта (понад 90) — металічні (до них належать усі $s$-елементи, крім $H$ і $He$, всі $d$- та $f$-елементи, а також більшість $p$-елементів).

ШАНС ДЛЯ ТВОРЧОСТІ

426. Складіть схему «Види хімічного зв’язку». Під назвою кожного виду зв’язку наведіть хімічні формули трьох речовин, у яких реалізується цей зв’язок.

Види хімічного зв’язку:

1. Йонний: $NaCl$, $MgO$, $K_2S$.
2. Ковалентний неполярний: $H_2$, $O_2$, $N_2$.
3. Ковалентний полярний: $H_2O$, $HCl$, $NH_3$.
4. Металічний: $Fe$, $Al$, $Cu$.

ФОРМУЙМО СЛОВНИЧОК

427. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.

• Метал — metal
• Металічний зв’язок — metallic bond
• Катіон — cation
• Делокалізовані електрони — delocalized electrons
• Усуспільнені електрони — shared electrons
• Електронейтральність — electroneutrality
• Кристалічна речовина — crystalline substance

ОЦІНЮЙМО СВОЇ ЗНАННЯ

428. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.

Таблиця для самооцінювання знань з теми «Метали та металічний зв’язок»: