Номер 402, страница 62 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

402. *Укажите число гибридных орбиталей, участвующих в образовании ковалентных связей в молекулах $BeCl_2$, $BCl_3$, $CH_4$, $H_2O$, $NH_3$.

Решение

Для определения числа гибридных орбиталей, участвующих в образовании ковалентных связей, необходимо определить тип гибридизации центрального атома в каждой молекуле и сосчитать, сколько из этих гибридных орбиталей формируют связи (а не заняты неподеленными электронными парами). Число гибридных орбиталей, участвующих в образовании связей, равно числу σ-связей, образованных центральным атомом.

BeCl₂

В молекуле хлорида бериллия центральным атомом является бериллий (Be). Электронная конфигурация его валентных электронов в основном состоянии — $2s^2$. Для образования двух ковалентных связей атом Be переходит в возбужденное состояние ($2s^12p^1$). Одна s-орбиталь и одна p-орбиталь смешиваются, образуя две равноценные sp-гибридные орбитали. Обе эти орбитали участвуют в образовании двух σ-связей с двумя атомами хлора. Таким образом, число гибридных орбиталей, участвующих в образовании связей, равно двум.

Ответ: 2.

BCl₃

В молекуле хлорида бора центральным атомом является бор (B). Электронная конфигурация его валентных электронов в основном состоянии — $2s^22p^1$. Для образования трех связей атом B переходит в возбужденное состояние ($2s^12p^2$). Одна s-орбиталь и две p-орбитали смешиваются, образуя три равноценные sp²-гибридные орбитали. Все три гибридные орбитали участвуют в образовании трех σ-связей с тремя атомами хлора. Таким образом, число гибридных орбиталей, участвующих в образовании связей, равно трем.

Ответ: 3.

CH₄

В молекуле метана центральным атомом является углерод (C). Электронная конфигурация его валентных электронов в основном состоянии — $2s^22p^2$. Для образования четырех связей атом C переходит в возбужденное состояние ($2s^12p^3$). Одна s-орбиталь и три p-орбитали смешиваются, образуя четыре равноценные sp³-гибридные орбитали. Все четыре гибридные орбитали участвуют в образовании четырех σ-связей с четырьмя атомами водорода. Таким образом, число гибридных орбиталей, участвующих в образовании связей, равно четырем.

Ответ: 4.

H₂O

В молекуле воды центральным атомом является кислород (O). Электронная конфигурация его валентных электронов — $2s^22p^4$. Атом кислорода находится в состоянии sp³-гибридизации, образуя четыре гибридные орбитали. Две из этих орбиталей участвуют в образовании двух σ-связей с двумя атомами водорода, а две другие орбитали заняты неподеленными электронными парами. Так как вопрос стоит о числе орбиталей, участвующих в образовании связей, то их число равно двум.

Ответ: 2.

NH₃

В молекуле аммиака центральным атомом является азот (N). Электронная конфигурация его валентных электронов — $2s^22p^3$. Атом азота находится в состоянии sp³-гибридизации, образуя четыре гибридные орбитали. Три из этих орбиталей участвуют в образовании трех σ-связей с тремя атомами водорода, а четвертая орбиталь занята неподеленной электронной парой. Таким образом, число гибридных орбиталей, участвующих в образовании связей, равно трем.

Ответ: 3.