Номер 434, страница 98 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

434. Среди веществ, формулы которых:

а) $H_3C-CH_2-O-CH_2-CH_3$;

б) $H_3C-\overset{OH}{CH}-CH_3$;

в) $H-O-H$;

г) $H_3C-\overset{CH_3}{CH}-CH_3$;

д) $HO-SO_2-OH$;

е) $C_4H_8O_2$,

найдите вещества, в которых могут быть водородные связи. Изобразите образование этих водородных связей.

Водородные связи могут образовываться между молекулами, в которых есть атом водорода, ковалентно связанный с сильноэлектроотрицательным атомом (таким как кислород O, азот N или фтор F), и есть другой сильноэлектроотрицательный атом с неподеленной парой электронов. Атом водорода, связанный с O, N или F, имея частичный положительный заряд ($δ^+$), выступает как донор водородной связи, а другой атом O, N или F с неподеленной парой электронов и частичным отрицательным зарядом ($δ^−$) — как акцептор.

Исходя из этого правила, проанализируем предложенные вещества:

Вещества, способные образовывать межмолекулярные водородные связи: б) пропанол-2, в) вода и д) серная кислота. Все они содержат одну или несколько гидроксильных групп ($-OH$), где атом водорода связан с кислородом, что позволяет этим молекулам быть и донорами, и акцепторами водородных связей.

Вещества, не способные образовывать межмолекулярные водородные связи:

а) метоксиэтан ($CH_3OCH_2CH_3$) и е) 1,4-диоксан ($C_4H_8O_2$): это простые эфиры. В их молекулах есть атомы кислорода, которые могут быть акцепторами водородной связи, но отсутствуют атомы водорода, связанные непосредственно с кислородом (нет доноров).

г) изобутан ($C_4H_{10}$): это алкан, в его молекуле нет сильноэлектроотрицательных атомов, поэтому образование водородных связей невозможно.

Изображение образования водородных связей для веществ, способных к их формированию:

б) Пропанол-2 ($H_3C-CH(OH)-CH_3$)

Молекулы пропанола-2 могут образовывать водородные связи друг с другом за счет гидроксильных групп. Атом водорода ($H^{δ+}$) одной группы $-OH$ притягивается к атому кислорода ($O^{δ−}$) другой молекулы.

Ответ: Пропанол-2 образует водородные связи.

в) Вода ($H_2O$)

Вода является классическим примером вещества с развитой сеткой водородных связей. Каждый атом кислорода ($O^{δ−}$) может участвовать в образовании двух водородных связей как акцептор, а каждый атом водорода ($H^{δ+}$) — как донор.

Ответ: Вода образует водородные связи.

д) Серная кислота ($H_2SO_4$)

В молекуле серной кислоты есть две гидроксильные группы и два атома кислорода, связанных с серой двойными связями. Это создает множество возможностей для образования прочных межмолекулярных водородных связей, например, между атомом водорода одной молекулы и одним из атомов кислорода другой.

Ответ: Серная кислота образует водородные связи.