Номер 5, страница 25 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

5. В какой молекуле, $O_2$ или $H_2O_2$, энергия связи кислород-кислород больше?

Решение

Для того чтобы определить, в какой из молекул — кислороде ($O_2$) или пероксиде водорода ($H_2O_2$) — энергия связи кислород-кислород больше, необходимо сравнить типы химических связей между атомами кислорода в каждой из этих молекул. Энергия связи является мерой её прочности: чем прочнее связь, тем больше энергии требуется для её разрыва.

В молекуле кислорода ($O_2$) два атома кислорода связаны между собой двойной ковалентной связью ($O=O$). Образование двойной связи происходит за счет обобществления двух пар валентных электронов (по два электрона от каждого атома). Эта связь является короткой и очень прочной.

В молекуле пероксида водорода ($H_2O_2$), имеющей структурную формулу $H-O-O-H$, атомы кислорода соединены одинарной ковалентной связью ($O-O$). Между атомами кислорода находится только одна общая электронная пара.

В химии существует общая закономерность: с увеличением кратности связи (от одинарной к двойной, а затем к тройной) её прочность и энергия увеличиваются, а длина уменьшается. Следовательно, двойная связь ($O=O$) значительно прочнее и обладает большей энергией, чем одинарная связь ($O-O$).

Это подтверждается и экспериментальными данными по энергиям диссоциации связей:

• Энергия связи $O=O$ в молекуле $O_2$ составляет примерно $498 \text{ кДж/моль}$.
• Энергия связи $O-O$ в молекуле $H_2O_2$ составляет примерно $146 \text{ кДж/моль}$.

Таким образом, для разрыва связи между атомами кислорода в молекуле $O_2$ требуется затратить значительно больше энергии, чем в молекуле $H_2O_2$.

Ответ: энергия связи кислород-кислород больше в молекуле $O_2$.