Номер 373, страница 58 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

373. В молекулах каких веществ все связи ковалентные полярные: $SO_3$, $H_2O_2$, $NH_3$, $ClF$, $HBr$, $N_2$, $CH_4$?

Ковалентная полярная связь образуется между атомами разных химических элементов-неметаллов. Она возникает из-за разницы в их электроотрицательности (ЭО), то есть способности атомов притягивать к себе общую электронную пару. В результате смещения электронной плотности на одном атоме возникает частичный отрицательный заряд ($ \delta- $), а на другом — частичный положительный заряд ($ \delta+ $). Ковалентная неполярная связь образуется между атомами одного и того же химического элемента (разница ЭО равна нулю) или элементами с очень близкими значениями ЭО.

Проанализируем каждое вещество из списка:

SO₃ (оксид серы(VI))

Молекула состоит из одного атома серы (S) и трех атомов кислорода (O). Связи S–O образуются между атомами разных неметаллов. Электроотрицательность кислорода ($ \chi(O) \approx 3.44 $) значительно выше электроотрицательности серы ($ \chi(S) \approx 2.58 $). Разница электроотрицательностей $ \Delta\chi = 3.44 - 2.58 = 0.86 $. Это приводит к образованию полярных ковалентных связей S–O. Так как все связи в молекуле одинаковы, то все они являются ковалентными полярными.

H₂O₂ (пероксид водорода)

Структура молекулы H–O–O–H. В ней есть два типа связей: O–H и O–O. Связь O–H образована атомами разных неметаллов — кислорода ($ \chi(O) \approx 3.44 $) и водорода ($ \chi(H) \approx 2.20 $). Разница ЭО $ \Delta\chi = 3.44 - 2.20 = 1.24 $, поэтому связь O–H является ковалентной полярной. В то же время, связь O–O образована одинаковыми атомами кислорода. Разница ЭО для этой связи равна нулю, следовательно, она является ковалентной неполярной. Поскольку в молекуле пероксида водорода присутствует неполярная связь, это вещество не удовлетворяет условию задачи.

NH₃ (аммиак)

Молекула состоит из одного атома азота (N) и трех атомов водорода (H). Связи N–H образованы атомами разных неметаллов. Электроотрицательность азота ($ \chi(N) \approx 3.04 $) выше, чем у водорода ($ \chi(H) \approx 2.20 $). Разница ЭО $ \Delta\chi = 3.04 - 2.20 = 0.84 $. Все три связи N–H в молекуле являются ковалентными полярными.

ClF (фторид хлора(I))

Молекула состоит из атома хлора (Cl) и атома фтора (F). Это разные неметаллы. Электроотрицательность фтора ($ \chi(F) \approx 3.98 $) выше электроотрицательности хлора ($ \chi(Cl) \approx 3.16 $). Разница ЭО $ \Delta\chi = 3.98 - 3.16 = 0.82 $. Единственная связь в молекуле Cl–F является ковалентной полярной.

HBr (бромоводород)

Молекула состоит из атома водорода (H) и атома брома (Br). Это разные неметаллы. Электроотрицательность брома ($ \chi(Br) \approx 2.96 $) выше электроотрицательности водорода ($ \chi(H) \approx 2.20 $). Разница ЭО $ \Delta\chi = 2.96 - 2.20 = 0.76 $. Единственная связь H–Br в молекуле является ковалентной полярной.

N₂ (азот)

Молекула состоит из двух одинаковых атомов азота (N). Разница электроотрицательностей между ними равна нулю. Тройная связь N≡N является ковалентной неполярной. Это вещество не удовлетворяет условию.

CH₄ (метан)

Молекула состоит из одного атома углерода (C) и четырех атомов водорода (H). Связи C–H образованы атомами разных неметаллов. Электроотрицательность углерода ($ \chi(C) \approx 2.55 $) немного выше электроотрицательности водорода ($ \chi(H) \approx 2.20 $). Разница ЭО $ \Delta\chi = 2.55 - 2.20 = 0.35 $. Поскольку разница электроотрицательностей не равна нулю, связь является полярной, хотя и слабополярной (часто в учебных целях ее принимают за неполярную). Однако, строго говоря, это полярная связь. Все четыре связи C–H в молекуле одинаковы, следовательно, все они являются ковалентными полярными.

Таким образом, вещества, в молекулах которых все связи являются ковалентными полярными, — это SO₃, NH₃, ClF, HBr и CH₄.

Ответ: SO₃, NH₃, ClF, HBr, CH₄.