Номер 75, страница 31 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

75. При помощи электронных формул изобразите образование ионной связи между натрием и хлором и ковалентной связи между водородом и хлором. Чем различаются ковалентная и ионная связи?

Образование ионной связи между натрием и хлором

Ионная связь образуется между атомами, которые сильно отличаются по электроотрицательности, как правило, между типичным металлом и типичным неметаллом. В данном случае это натрий ($Na$) и хлор ($Cl$).

1. Атом натрия (порядковый номер 11) имеет электронную конфигурацию $1s^22s^22p^63s^1$. На его внешнем, третьем, энергетическом уровне находится один валентный электрон. Чтобы достичь стабильной электронной конфигурации инертного газа неона ($1s^22s^22p^6$), атому натрия энергетически выгоднее отдать этот электрон, превращаясь в положительно заряженный ион (катион) $Na^+$.

2. Атом хлора (порядковый номер 17) имеет электронную конфигурацию $1s^22s^22p^63s^23p^5$. На его внешнем энергетическом уровне находится семь валентных электронов. Для завершения уровня до стабильной восьмиэлектронной оболочки (октета), как у инертного газа аргона ($1s^22s^22p^63s^23p^6$), атому хлора не хватает одного электрона. Поэтому хлор стремится принять один электрон, превращаясь в отрицательно заряженный ион (анион) $Cl^-$.

3. При взаимодействии атом натрия полностью передает свой валентный электрон атому хлора.

Схема образования ионной связи с помощью электронных формул (точек Льюиса): $$ Na \cdot \quad + \quad : \ddot{Cl} \cdot \quad \rightarrow \quad [Na]^{+} [: \ddot{Cl} :]^{-} $$ Образовавшиеся разноименно заряженные ионы, катион натрия $Na^+$ и хлорид-анион $Cl^-$, притягиваются друг к другу за счет электростатических сил. Это притяжение и называется ионной связью.

Ответ: Ионная связь между натрием и хлором образуется в результате полного переноса одного валентного электрона от атома натрия к атому хлора. В результате образуются катион натрия $Na^+$ и анион хлора $Cl^-$, которые удерживаются вместе силами электростатического притяжения. Схема: $Na \cdot + : \ddot{Cl} \cdot \rightarrow [Na]^{+} [: \ddot{Cl} :]^{-}$.

Образование ковалентной связи между водородом и хлором

Ковалентная связь образуется, как правило, между атомами неметаллов с близкими значениями электроотрицательности. В данном случае это водород ($H$) и хлор ($Cl$).

1. Атом водорода ($H$) имеет один электрон на своем единственном энергетическом уровне ($1s^1$). Для достижения стабильной двухэлектронной конфигурации, как у гелия ($1s^2$), ему необходим еще один электрон.

2. Атом хлора ($Cl$), как мы уже знаем, имеет семь валентных электронов и также нуждается в одном электроне для завершения своего внешнего уровня до октета.

3. Поскольку ни один из атомов не может полностью забрать электрон у другого, они образуют общую электронную пару, в которую каждый атом вносит по одному электрону. Этот процесс называется обобществлением электронов.

Схема образования ковалентной связи: $$ H \cdot \quad + \quad \cdot \ddot{Cl}: \quad \rightarrow \quad H : \ddot{Cl}: $$ Эта общая (поделенная) электронная пара и есть ковалентная связь. Она принадлежит обоим атомам одновременно, позволяя водороду достичь стабильного дуплета, а хлору — стабильного октета. Так образуется молекула хлороводорода ($HCl$). Так как хлор более электроотрицателен, чем водород, общая электронная пара смещена к атому хлора, поэтому связь является ковалентной полярной.

Ответ: Ковалентная связь между водородом и хлором образуется за счет создания общей электронной пары, в которую каждый атом вносит по одному электрону. Схема: $H \cdot + \cdot \ddot{Cl}: \rightarrow H : \ddot{Cl}:$.

Чем различаются ковалентная и ионная связи?

Основное различие между ионной и ковалентной связью заключается в механизме их образования и природе сил, удерживающих атомы вместе.

Механизм образования: Ионная связь — это результат полного переноса одного или нескольких электронов от одного атома к другому. Ковалентная связь — это результат обобществления (совместного использования) одной или нескольких пар электронов между атомами.

Образующиеся частицы: При ионной связи образуются противоположно заряженные ионы, которые удерживаются электростатическим притяжением. При ковалентной связи образуются молекулы (или полимерные структуры), в которых атомы связаны общими электронными парами.

Разница электроотрицательностей ($\Delta$ЭО): Ионная связь характерна для атомов с большой разницей в электроотрицательности (условно, $\Delta$ЭО > 1.7). Ковалентная связь образуется между атомами с небольшой разницей в электроотрицательности (при $\Delta$ЭО, близкой к нулю, связь ковалентная неполярная; при $0 < \Delta$ЭО < 1.7, связь ковалентная полярная).

Ответ: Главное различие состоит в том, что ионная связь — это результат полного переноса электронов и притяжения образовавшихся ионов, а ковалентная связь — это результат обобществления электронов с образованием общих электронных пар.