Номер 2, страница 192 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

2. Почему в металлах возможно образование «электронного газа», а в неметаллах — нет?

Возможность образования «электронного газа» напрямую связана с особенностями строения атомов и типом химической связи в веществах. Металлы и неметаллы кардинально различаются по этим параметрам.

В металлах

Атомы металлов характеризуются наличием небольшого числа валентных электронов (электронов на внешней оболочке) и низкой энергией ионизации. Это означает, что валентные электроны слабо связаны с ядром и могут быть легко от него оторваны. Когда атомы металла образуют твёрдое тело, они располагаются в строгом порядке, формируя кристаллическую решётку. В этих условиях валентные электроны отрываются от своих атомов и начинают свободно перемещаться по всему объёму кристалла. Они перестают принадлежать конкретным атомам и становятся «обобществлёнными». Совокупность этих свободных электронов и ведёт себя подобно газу, заполняющему пространство между ионами, поэтому её называют «электронным газом». Сами же атомы, лишившись электронов, превращаются в положительно заряженные ионы, которые и составляют каркас кристаллической решётки. Металлическая связь — это и есть электростатическое притяжение между положительными ионами и отрицательным «электронным газом». Именно наличие свободных электронов объясняет высокую электро- и теплопроводность, ковкость и пластичность металлов.

В неметаллах

Атомы неметаллов, в отличие от металлов, имеют на внешней оболочке много электронов и характеризуются высокой энергией ионизации и сродством к электрону. Они не склонны отдавать свои электроны, а наоборот, стремятся принять недостающие для завершения оболочки. При образовании твёрдого тела атомы неметаллов не создают «электронный газ». Вместо этого они образуют прочные ковалентные связи, деля свои валентные электроны с соседними атомами. В ковалентной связи электронные пары локализованы, то есть жёстко закреплены в пространстве между двумя конкретными атомами. Они не могут свободно перемещаться по кристаллу. Поскольку в структуре неметаллов нет свободных носителей заряда, они, как правило, являются плохими проводниками электричества и тепла (диэлектриками) и отличаются хрупкостью.

Ответ: В металлах образование «электронного газа» возможно, так как их атомы легко отдают слабо связанные валентные электроны, которые становятся свободными для перемещения по всему кристаллу. В неметаллах валентные электроны прочно удерживаются атомами и участвуют в образовании локализованных ковалентных связей, поэтому свободных электронов, способных сформировать «электронный газ», не возникает.