Решебник по химии 8 класс Габриелян | Страница 159

Проверьте свои знания

1. Что такое электроотрицательность?

Электроотрицательность — это способность атома химического элемента притягивать к себе общие электронные пары в химических связях. Этот параметр показывает, насколько сильно атом удерживает электроны в соединении.

Электроотрицательность зависит от:

• Положения элемента в Периодической системе:

  • В периоде слева направо электроотрицательность увеличивается.

  • В группе сверху вниз электроотрицательность уменьшается.

• Строения атома:

  • Чем меньше радиус атома, тем сильнее его ядро притягивает электроны.

  • Чем больше заряд ядра, тем выше электроотрицательность.

Самый электроотрицательный элемент — фтор (F), затем идут кислород (O), азот (N) и хлор (Cl).

Электроотрицательность влияет на тип химической связи:

• Если разница электроотрицательностей мала (например, H₂, O₂) → ковалентная неполярная связь.

• Если разница значительная (например, HCl, H₂O) → ковалентная полярная связь.

• Если разница очень большая (например, NaCl, KBr) → ионная связь.

2. Какая химическая связь называется ковалентной полярной? Чем она отличается от ковалентной неполярной связи?

Ковалентная полярная связь — это разновидность ковалентной связи, которая образуется между атомами разных элементов с различной электроотрицательностью. При этом общая электронная пара смещена к более электроотрицательному атому, создавая частичные заряды (δ⁺ и δ⁻).

Пример:

• В молекуле HCl хлор (Cl) более электроотрицателен, чем водород (H), поэтому электронная плотность смещается к хлору, создавая полюса:

(H⁺δ — Cl⁻δ)

Отличия от ковалентной неполярной связи:

• В ковалентной полярной связи электроны смещены к одному из атомов (например, HCl, H₂O).

• В ковалентной неполярной связи электроны равномерно распределены между атомами (например, O₂, N₂).

Таким образом, ковалентная полярная связь характеризуется дипольным моментом и способствует образованию водородных связей (как в воде).

3. Как изменяется ковалентный радиус химических элементов в молекулах метана CH₄ и тетрахлорметана CCl₄?

Ковалентный радиус — это половина расстояния между ядрами двух одинаковых атомов, соединённых ковалентной связью.

В молекулах CH₄ и CCl₄ центральный атом углерод (C) имеет одинаковый ковалентный радиус, но радиус атомов-заместителей (H и Cl) различается.

3. В CH₄ (метане) атомы водорода (H) маленькие, и связи C—H короче.

4. В CCl₄ (тетрахлорметане) атомы хлора (Cl) больше, чем водород, поэтому связи C—Cl длиннее.

Таким образом, ковалентный радиус центрального атома C не изменяется, но радиус связи (C—H и C—Cl) различается, потому что атомы водорода меньше, чем хлор.

4. Запишите схему образования ковалентной связи в молекуле перекиси водорода H₂O₂.

В молекуле перекиси водорода (H₂O₂) атомы кислорода соединены друг с другом и с атомами водорода ковалентными полярными связями.

Электронная схема:

(H∙ + ∙O∙ + ∙O∙ + ∙H → H—O—O—H)

Структурная формула:

(H—O—O—H)

Каждый атом кислорода имеет две связи:

Одна связь с атомом водорода (H).

Одна связь с другим атомом кислорода (O).

Таким образом, молекула H₂O₂ имеет угловую форму, а между молекулами возможны водородные связи.

Стр. 159

Примените свои знания

5. Расположите в ряд по увеличению полярности ковалентной связи формулы следующих веществ: а) бромоводород; б) фтороводород; в) хлороводород; г) йодоводород. Поясните свой ответ.

Полярность ковалентной связи зависит от разницы электроотрицательностей (ЭО) элементов, образующих связь. Чем больше разница ЭО, тем сильнее смещается электронная плотность, и тем более полярной становится связь.

Электроотрицательности галогенов по шкале Полинга:

• Йод (I) — 2.66

• Бром (Br) — 2.96

• Хлор (Cl) — 3.16

• Фтор (F) — 3.98

Электроотрицательность водорода (H) = 2.20.

Теперь рассчитаем разницу электроотрицательностей (ΔЭО) для каждой молекулы:

• Йодоводород (HI): 2.66 - 2.20 = 0.46

• Бромоводород (HBr): 2.96 - 2.20 = 0.76

• Хлороводород (HCl): 3.16 - 2.20 = 0.96

• Фтороводород (HF): 3.98 - 2.20 = 1.78

Чем выше ΔЭО, тем более полярна связь.

Располагаем вещества по увеличению полярности связи:

HI < HBr < HCl < HF

Таким образом, йодоводород (HI) имеет наименьшую полярность, а фтороводород (HF) — наибольшую. Это объясняется тем, что фтор — самый электроотрицательный элемент, а йод — наименее электроотрицательный среди галогенов.

6. Запишите структурные формулы и определите знаки частичных зарядов на атомах в молекулах аммиака NH₃ и сернистого газа SO₂.

Структурная формула:

Атом азота (N) имеет пять валентных электронов, три из которых он использует для образования ковалентных полярных связей с атомами водорода (H). Четвёртая электронная пара остаётся неподелённой, что придаёт молекуле пирамидальную форму.

Электроотрицательности:

• Азот (N) = 3.04

• Водород (H) = 2.20

ΔЭО = 3.04 - 2.20 = 0.84 → Полярная связь

Заряд на атомах:

• Азот (N) более электроотрицателен → частичный отрицательный заряд (δ⁻).

• Водород (H) менее электроотрицателен → частичный положительный заряд (δ⁺).

Обозначение полярности:

(H⁺δ — N⁻δ — H⁺δ)

Молекула сернистого газа (SO₂)

Структурная формула:

Атом серы (S) соединён с двумя атомами кислорода двойными ковалентными полярными связями. Кислород более электроотрицателен, чем сера, поэтому электронная плотность смещена к кислороду.

Электроотрицательности:

• Кислород (O) = 3.44

• Сера (S) = 2.58

ΔЭО = 3.44 - 2.58 = 0.86 → Полярная связь

Заряд на атомах:

• Кислород (O) более электроотрицателен → частичный отрицательный заряд (δ⁻).

• Сера (S) менее электроотрицательна → частичный положительный заряд (δ⁺).

Обозначение полярности:

(O⁻δ = S⁺δ — O⁻δ)

Таким образом, молекулы NH₃ и SO₂ имеют полярные связи, но аммиак обладает пирамидальной структурой, а сернистый газ — угловой формой из-за неподелённых электронных пар.