Номер 1116, страница 176 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1116. Изобразите графическую формулу ортофосфорной кислоты. Какое число $\sigma$- и $\pi$-связей образует атом фосфора в ортофосфорной кислоте?

Решение

Ортофосфорная кислота (часто называемая просто фосфорной кислотой) имеет химическую формулу $H_3PO_4$. Чтобы изобразить ее графическую (структурную) формулу, необходимо правильно расположить атомы и связи между ними, учитывая их валентности.

В молекуле ортофосфорной кислоты центральным атомом является атом фосфора (P). Фосфор находится в 15-й группе (VА) периодической системы и в данном соединении проявляет валентность V. Атомы кислорода (O) двухвалентны, а атомы водорода (H) одновалентны. В кислородсодержащих кислотах атомы водорода, как правило, соединены с атомами кислорода, образуя гидроксогруппы (–OH).

Таким образом, атом фосфора в центре молекулы связан с тремя гидроксогруппами (–OH) и одним атомом кислорода. Чтобы валентность фосфора была равна V, а валентность всех атомов кислорода — II, атом фосфора образует три одинарные связи с гидроксогруппами и одну двойную связь с "одиночным" атомом кислорода.

Графическая формула ортофосфорной кислоты выглядит следующим образом:

O

||

HO – P – OH

|

OH

Теперь определим число σ- (сигма) и π- (пи) связей, которые образует атом фосфора в этой молекуле. Вспомним, что:

• любая одинарная связь является σ-связью;
• любая двойная связь состоит из одной σ-связи и одной π-связи.

Анализируем связи, образованные атомом фосфора (P):

• Атом фосфора образует три одинарные связи с атомами кислорода гидроксогрупп (P–OH). Каждая из этих связей является σ-связью. Всего 3 σ-связи.
• Атом фосфора образует одну двойную связь с атомом кислорода (P=O). Эта двойная связь состоит из одной σ-связи и одной π-связи.

Суммируя, получаем общее количество σ- и π-связей для атома фосфора:

Число σ-связей = 3 (от трех связей P–OH) + 1 (от связи P=O) = 4 σ-связи.

Число π-связей = 1 (от связи P=O) = 1 π-связь.

Ответ: атом фосфора в молекуле ортофосфорной кислоты образует 4 σ-связи и 1 π-связь.