Номер 79, страница 31 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

79. Сколько общих электронных пар в молекулах: $Cl_2$, $N_2$, $H_2O$, $CH_4$?

Для определения количества общих электронных пар (ковалентных связей) в молекуле необходимо рассмотреть валентные возможности атомов, входящих в её состав, и их способность образовывать химические связи.

Cl₂

Атом хлора ($Cl$) является элементом 17-й группы (VIIA) Периодической системы, поэтому на его внешнем электронном уровне находится 7 валентных электронов. Для завершения внешней оболочки до стабильного октета (8 электронов) каждому атому хлора не хватает одного электрона. В молекуле хлора $Cl_2$ два атома хлора соединяются друг с другом, образуя одну общую электронную пару. Эта пара формирует одинарную ковалентную неполярную связь.
Структурная формула: $Cl-Cl$.

Ответ: в молекуле $Cl_2$ одна общая электронная пара.

N₂

Атом азота ($N$) находится в 15-й группе (VA) Периодической системы, следовательно, у него 5 валентных электронов. Для достижения стабильного октета каждому атому азота не хватает трёх электронов. Чтобы удовлетворить эту потребность, два атома азота в молекуле $N_2$ образуют между собой тройную связь, обобществляя три пары электронов. Эта связь является ковалентной неполярной.
Структурная формула: $N \equiv N$.

Ответ: в молекуле $N_2$ три общие электронные пары.

H₂O

Молекула воды состоит из одного атома кислорода ($O$) и двух атомов водорода ($H$).
Атом кислорода ($O$) — элемент 16-й группы (VIA), имеет 6 валентных электронов. Ему не хватает двух электронов для завершения октета.
Атом водорода ($H$) — элемент 1-й группы (IA), имеет 1 валентный электрон. Ему необходим еще один электрон для завершения своей электронной оболочки до стабильного дуплета (2 электрона).
В молекуле воды атом кислорода образует две одинарные ковалентные полярные связи с двумя атомами водорода. Каждая связь $O-H$ представляет собой одну общую электронную пару. Таким образом, в молекуле всего две общие электронные пары.
Структурная формула: $H-O-H$.

Ответ: в молекуле $H_2O$ две общие электронные пары.

CH₄

Молекула метана состоит из одного атома углерода ($C$) и четырёх атомов водорода ($H$).
Атом углерода ($C$) — элемент 14-й группы (IVA), имеет 4 валентных электрона. Для достижения октета ему необходимо еще четыре электрона.
Атом водорода ($H$) имеет 1 валентный электрон, и ему не хватает одного электрона до стабильного состояния.
Атом углерода образует четыре одинарные ковалентные полярные связи с четырьмя атомами водорода. Каждая связь $C-H$ является общей электронной парой. Следовательно, в молекуле метана всего четыре общие электронные пары.

Ответ: в молекуле $CH_4$ четыре общие электронные пары.