Номер 4, страница 187 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

4. Изобразите образование водородных связей между молекулами уксусной кислоты и воды.

Решение

Водородная связь — это электростатическое притяжение между положительно поляризованным атомом водорода одной молекулы (донор) и электроотрицательным атомом (акцептор), таким как кислород, азот или фтор, другой молекулы. Для образования водородной связи необходимо, чтобы атом водорода был ковалентно связан с сильно электроотрицательным атомом.

Рассмотрим молекулы уксусной кислоты ($CH_3COOH$) и воды ($H_2O$):

• В молекуле уксусной кислоты ($CH_3COOH$) есть карбоксильная группа ($-COOH$). Атом водорода гидроксильной группы ($-OH$) сильно поляризован ($H^{\delta+}$) и может выступать в роли донора водородной связи. Атомы кислорода карбонильной группы ($C=O$) и гидроксильной группы ($-OH$) имеют неподеленные электронные пары и несут частичный отрицательный заряд ($\delta-$), поэтому они могут быть акцепторами водородной связи.

• В молекуле воды ($H_2O$) два атома водорода являются донорами, а атом кислорода с его двумя неподеленными электронными парами является акцептором водородной связи.

Таким образом, между молекулами уксусной кислоты и воды могут образовываться водородные связи нескольких типов. Ниже изображены два основных варианта такого взаимодействия.

Ответ:

1. Водородная связь, где донором является атом водорода гидроксильной группы уксусной кислоты, а акцептором — атом кислорода молекулы воды:

$\Large \text{H}_3\text{C} - \overset{\huge\text{O}}{\overset{||}{\text{C}}} - \text{O} - \overset{\delta+}{\text{H}} \cdots \overset{\delta-}{\underset{\huge\text{H}}{\underset{|}{\text{O}}}} - \text{H}$

Здесь и далее водородная связь обозначена многоточием ($\cdots$).

2. Водородная связь, где донором является атом водорода молекулы воды, а акцептором — атом кислорода карбонильной группы уксусной кислоты:

$\Large \text{H}_3\text{C} - \overset{\huge\overset{\delta-}{\text{O}}}{\overset{||}{\text{C}}} \cdots \overset{\delta+}{\text{H}} - \underset{\huge\text{H}}{\underset{|}{\text{O}}} - \text{H}$