Номер 379, страница 90 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

Ответ: Структурная формула бензола — это шестичленный углеродный цикл, в котором все связи C-C равноценны, а шесть $\pi$-электронов делокализованы, что изображается в виде кольца внутри шестиугольника.

Укажите типы гибридизации атомов углерода

Каждый атом углерода в молекуле бензола образует три $\sigma$-связи: две с соседними атомами углерода и одну с атомом водорода. Для образования трех $\sigma$-связей, расположенных в одной плоскости под углом $120^\circ$ друг к другу, атом углерода использует одну $s$- и две $p$-орбитали, образуя три гибридные $sp^2$-орбитали. У каждого атома углерода остается одна негибридизованная $p$-орбиталь, которая перпендикулярна плоскости кольца. Эти шесть $p$-орбиталей (по одной от каждого атома C) перекрываются между собой над и под плоскостью кольца, образуя единую циклическую делокализованную $\pi$-систему.

Ответ: Все шесть атомов углерода в молекуле бензола находятся в состоянии $sp^2$-гибридизации.

...значения длин связей углерод—углерод...

Вследствие делокализации $\pi$-электронов все шесть связей углерод-углерод (C-C) в бензольном кольце абсолютно одинаковы по своей длине и свойствам. Экспериментально установлено, что длина связи C-C в бензоле составляет 0,139 нм (или 139 пм). Это значение является промежуточным между длиной одинарной связи C-C (около 0,154 нм в алканах) и длиной двойной связи C=C (около 0,134 нм в алкенах).

Ответ: Длина всех связей углерод—углерод в бензоле одинакова и составляет 0,139 нм.

...и значения валентных углов в этой молекуле.

Молекула бензола имеет форму правильного плоского шестиугольника. Такое строение обусловлено $sp^2$-гибридизацией атомов углерода, для которой характерен валентный угол $120^\circ$. Все валентные углы в молекуле бензола равны $120^\circ$. Это относится как к углам C-C-C внутри цикла, так и к углам H-C-C.

Ответ: Все валентные углы (C-C-C и H-C-C) в молекуле бензола равны $120^\circ$.

Сколько атомов в данной молекуле находится в одной плоскости?

Как уже отмечалось, $sp^2$-гибридизация атомов углерода приводит к плоскому строению углеродного скелета. Все шесть атомов углерода лежат в одной плоскости. Каждый атом водорода связан с атомом углерода $\sigma$-связью, которая образована $sp^2$-орбиталью углерода и $s$-орбиталью водорода. Так как все три $sp^2$-орбитали каждого атома углерода лежат в одной плоскости, то и связанные с ними атомы водорода также будут находиться в этой же плоскости. Таким образом, вся молекула бензола является плоской.

Молекула бензола состоит из 6 атомов углерода и 6 атомов водорода, итого 12 атомов. Все они лежат в одной плоскости.

Ответ: В одной плоскости находятся все 12 атомов молекулы бензола (6 атомов углерода и 6 атомов водорода).