Номер 335, страница 52 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

335. Какие из перечисленных атомов не могут образовывать ковалентную связь по обменному механизму: N, Ne, Ca, H, Be, C, Ar, Xe, He?

Ковалентная связь по обменному механизму образуется за счет обобществления неспаренных валентных электронов, предоставленных каждым из взаимодействующих атомов. Следовательно, для образования такой связи атом должен иметь хотя бы один неспаренный электрон на внешнем энергетическом уровне в основном или в легкодостижимом возбужденном состоянии.

Рассмотрим электронное строение перечисленных атомов:

1.Атомы, имеющие неспаренные электроны в основном состоянии:

• N (Азот): электронная конфигурация валентного слоя $2s^2 2p^3$. На $p$-подуровне находятся три неспаренных электрона. Азот может образовывать ковалентные связи.
• H (Водород): электронная конфигурация $1s^1$. Имеет один неспаренный электрон и образует ковалентные связи.
• C (Углерод): электронная конфигурация валентного слоя $2s^2 2p^2$. В основном состоянии имеет два неспаренных электрона. При возбуждении ($2s^1 2p^3$) имеет четыре неспаренных электрона. Углерод является основой органической химии, где он образует множество ковалентных связей.

2.Атомы, не имеющие неспаренных электронов в основном состоянии:

• He (Гелий), Ne (Неон), Ar (Аргон): это инертные (благородные) газы. Их валентные электронные оболочки полностью завершены (у гелия $1s^2$, у неона $2s^2 2p^6$, у аргона $3s^2 3p^6$). У них нет неспаренных электронов, а их электронные конфигурации чрезвычайно стабильны. Энергия, необходимая для возбуждения электрона, очень велика. Поэтому эти атомы не образуют ковалентных связей по обменному механизму.
• Ca (Кальций): электронная конфигурация валентного слоя $4s^2$. Валентные электроны спарены. Кальций — типичный металл, для которого характерно не образование ковалентных связей, а отдача двух валентных электронов с образованием катиона $Ca^{2+}$ и ионной связи. Он не может образовывать ковалентную связь по обменному механизму.
• Be (Бериллий): электронная конфигурация валентного слоя $2s^2$. Хотя в основном состоянии у него нет неспаренных электронов, атом бериллия может легко перейти в возбужденное состояние ($2s^1 2p^1$), в котором появляются два неспаренных электрона. Это позволяет бериллию образовывать две ковалентные связи (например, в $BeCl_2$). Следовательно, бериллий может образовывать ковалентные связи.
• Xe (Ксенон): как и другие инертные газы, имеет завершенную валентную оболочку ($5s^2 5p^6$). Однако, будучи большим атомом, он может возбуждать свои валентные электроны на свободные $d$-орбитали и образовывать ковалентные связи с очень электроотрицательными элементами (например, фтором и кислородом). Следовательно, ксенон может образовывать ковалентные связи.

Таким образом, атомы, которые не могут образовывать ковалентную связь по обменному механизму, — это инертные газы гелий, неон и аргон, а также типичный металл кальций, для которого характерна ионная связь.

Ответ: Ne, Ca, Ar, He.